事实上,双光子聚合加工是在2001年开始真正应用在微纳制造领域的,其先驱者是东京大阪大学的Kawata教授以及孙洪波教授。当时这个实验室在nature上发表的一篇工作,也就是传说中的纳米牛引起了极大的轰动:《Finerfeaturesforfunctionalmicrodevices:Micromachinescanbecreatedwithhigherresolutionusingtwo-photonabsorption.》但是,这篇文献中还进行了另外一个更厉害的工作,这两位教授做出了当时世界上特别小的弹簧振子,其加工分辨率达到了120nm,超越了衍射极限,同时还没有使用诸如近场加工之类的解决方案,而是单纯的利用了材料的性质。来自不来梅大学微型传感器、致动器和系统(IMSAS)研究所的科学家们发明了一种全新的微流道混合方式,使用Nanoscribe公司的3D打印系统,利用双光子聚合原理(2PP)结合光刻技术,将自由形式3D微流控混合元件集成到预制的晶圆级二维微流道中更多关于双光子聚合技术的微纳加工信息,请关注Nanoscribe中国分公司-纳糯三维的官网。黑龙江飞秒激光双光子聚合微纳光刻
QuantumXshape作为理想的快速成型制作工具,可实现通过简单工作流程进行高精度和高设计自由度的制作。作为2019年推出的头一台双光子灰度光刻(2GL®)系统QuantumX的同系列产品,QuantumXshape提升了3D微纳加工能力,即完美平衡精度和速度以实现高精度增材制造,以达到高水平的生产力和打印质量。总而言之,工业级QuantumX打印系统系列提供了从纳米到中观尺寸结构的非常先进的微制造工艺,适用于晶圆级批量加工。作为全球头一台双光子灰度光刻激光直写系统,QuantumX可以打印出具有出色形状精度和光学质量表面的高精度微纳光学聚合物母版,可适用于批量生产的流水线工业程序,例如注塑,热压花和纳米压印等加工流程,从而拓展微纳加工工业领域的应用。黑龙江3D打印双光子聚合技术双光子聚合技术(2PP)是一种“纳米光学”3D打印方法。
Nanoscribe的PhotonicProfessionalGT2提供世界上分辨率非常高的3D无掩模光刻技术,用于快速,精度非常高的微纳加工,可以轻松3D微纳光学制作。可以搭配不同的基板,包括玻璃,硅晶片,光子和微流控芯片等,也可以实现芯片和光纤上直接打印。我们的3D微纳加工技术可以满足您对于制作亚微米分辨率和毫米级尺寸的复杂微机械元件的要求。3D设计的多功能性对于制作复杂且响应迅速的高精度微型机械,传感器和执行器是至关重要的。基于双光子聚合原理的激光直写技术,可适用于您的任何新颖创意的快速原型制作;也适合科学家和工程师们在无需额外成本增加的前提下,实现不同参数的创新3D结构的制作。微米级增材制造能够突破传统微纳光学设计的上限,借助Nanoscribe双光子聚合技术的出色的性能,可以轻松实现球形,非球形,自由曲面或复杂3D微纳光学元件制作,并具备出色的光学质量表面和形状精度。
科学家们基于Nanoscribe的双光子聚合技术(2PP),发明了GRIN光学微纳制造工艺。这种新的制造技术实现了简单一步操作即可同时控制几何形状和折射率来打印自由曲面光学元件。凭借这种全新的制造工艺,科学家们完成了令人印象深刻的展示制作,打印了世界上特别小的可聚焦可见光的龙勃透镜(15µm直径)。相似于人类眼睛晶状体的梯度,这种球面晶状体的折射率向中心逐渐增加,使其具有独特的聚光特性。Nanoscribe的PhotonicProfessional打印系统可用于将不同折射率的龙勃透镜和其他自由形状的光学组件打印于微孔支架材料上(例如孔状硅材及二氧化硅)。突出特点是不再像常规的双光子聚合(2PP)那样在基体表面进行直写,而是在孔型支架内。双光子聚合技术在3D精密加工上具有很大的潜力。
双光子聚合是物质在发生双光子吸收后所引发的光聚合过程。双光子吸收是指物质的一个分子同时吸收两个光子的过程,只能在强激光作用下发生,是一种强激光下光与物质相互作用的现象,属于三阶非线性效应的一种。双光子吸收的发生主要在脉冲激光所产生的特别强激光的焦点处,光路上其他地方的激光强度不足以产生双光子吸收,而由于所用光波长较长,能量较低,相应的单光子过程不能发生,因此,双光子过程具有良好的空间选择性。双光子聚合利用了双光子吸收过程对材料穿透性好、空间选择性高的特点,在三维微加工、高密度光储存及生物医疗领域有着巨大的应用前景,近年来已成为全球高新技术领域的一大研究热点。哪些领域会运用双光子聚合加工技术?卡尔斯鲁厄双光子聚合三维微纳米加工系统
双光子聚合到底是什么技术?黑龙江飞秒激光双光子聚合微纳光刻
QuantumXshape在3D微纳加工领域非常出色的精度,比肩于Nanoscribe公司在表面结构应用上突破性的双光子灰度光刻(2GL®)。全新的QuantumXshape的高精度有赖于其高能力的体素调制比和超精细处理网格,从而实现亚体素的尺寸控制。此外,受益于双光子灰度光刻对体素的微调,该系统在表面微结构的制作上可达到超光滑,同时保持高精度的形状控制。QuantumXshape不只是应用于生物医学、微光学、MEMS、微流道、表面工程学及其他很多领域中器件的快速原型制作的理想工具,同时也成为基于晶圆的小结构单元的批量生产的简易工具。通过系统集成触控屏控制打印文件来很大程度提高实用性。通过系统自带的nanoConnectX软件来进行打印文件的远程监控及多用户的使用配置,实现推动工业标准化及基于晶圆批量效率生产黑龙江飞秒激光双光子聚合微纳光刻