在双光子灰度光刻工艺中，激光功率调制和动态聚焦定位在高扫描速度下可实现同步进行，以便对每个扫描平面进行全体素大小控制。Nanoscribe称，QuantumX在每个扫描区域内可产生简单和复杂的光学形状，具有可变的特征高度。离散和精确的步骤，以及本质上为准连续的形貌，可以在一个步骤中完成打印，而不需要多步光刻或多块掩模制造。QuantumX支持多种类型衬底，包括透明和不透明的衬底，可用于比较大尺寸为6英寸的晶圆。Nanoscribe展示了其公司易于操作的光刻机，允许高纵横比，支持高结构，无需掩模、旋涂和预烘烤或后烘烤。灰度光刻技术可实现掩膜版的自适应优化。北京超高速灰度光刻3D微纳加工
近年来，利用双光子聚合对聚合物类传统光刻胶的3D飞秒激光打印技术已日臻成熟，其高精度、高度可设计性和维度可控性已经在平行技术中排名在前。与此同时，如何更有效地将微纳结构功能化，也逐渐成为各种微纳加工技术的研究重点。在现阶段，对于3D飞秒激光打印技术而言，具体来说就是利用其加工的高度可设计性来实现微纳结构的功能化和芯片化，并使这些结构能够更好地集成器件，从而达到理想的应用目的。微凹透镜阵列结构是光学器件中的一种常见组件，具有较强的聚焦和成像能力。以往制备此类结构的方法有热回流、灰度光刻、干法刻蚀和注射浇铸等。受加工手段的限制，传统的微透镜阵列往往是在1个平板衬底上加工出一系列相同尺寸的凹透镜结构，这样的1组微透镜阵列无法将1个平面物体聚焦至1个像平面上，会产生场曲。在商业生产中，为了消除场曲这种光学像差，只能在后续光路中引入场镜组来进行校正，从而增加了器件复杂度和成本。如果采用3D飞秒激光打印来加工微凹透镜阵列即可通过设计一系列具有渐变深度的微凹透镜单元直接消除场曲。德国进口灰度光刻三维微纳米加工系统通过控制光的幅度和相位，灰度光刻技术可以制备各种复杂的微纳米结构，满足不同应用领域的需求。
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。2GL与这些批量生产流水线工业程序的结合得益于新技术的亚微米分辨率和灵活性的特点，同时缩短创新微纳光学器件（如衍射和折射光学器件）的整体制造时间。Nanoscribe的QuantumX打印系统非常适合DOE的制作。该系统的无掩模光刻解决方案可以满足衍射光学元件所需的横向和纵向高分辨率要求。基于双光子灰度光刻技术(2GL®)的QuantumX打印系统可以实现一气呵成的制作，即一步打印多级衍射光学元件，并以经济高效的方法将多达4,096层的设计加工成离散的或准连续的拓扑。
微纳3D打印其实和与灰度光刻有点相似，但是原理不同，我们常见的微纳3D打印技术是双光子聚合和微纳金属3D打印技术，利用该技术我们理论上可以获得任意想要的结构，不光是微透镜阵列结构（如下图5所示），该方法的优势是可以完全按照设计获得想要的结构，对于双光子聚合的微结构，我们需要通过LIGA工艺获得金属模具，但是对于微纳金属3D打印获得的微纳米结构可以直接进行后续的复制工作，并通过纳米压印技术进行复制。灰度光刻的就是利用灰度光刻掩膜版（掩膜接触式光刻）或者计算机控制激光束或者电子束剂量从而达到在某些区域完全曝透，而某些区域光刻胶部分曝光，从而在衬底上留下3D轮廓形态的光刻胶结构（如下图4所示，八边金字塔结构）。微透镜阵列也是类似，可以通过剂量分布的控制来控制其轮廓形态灰度光刻技术可以实现高分辨率的微纳米结构制造，满足日益增长的微电子和光电子器件对精确结构的需求。
德国Nanoscribe公司在2019慕尼黑光博会展LASERWorldofPhotonics上发布了全新工业级双光子灰度光刻微纳打印系统QuantumX，并荣获创新奖。该系统是世界first基于双光子灰度光刻技术（2GL®）的精密加工微纳米打印系统，可应用于折射和衍射微光学。该系统的面世表示着Nanoscribe已进军现代微加工工业领域。具有全自动化系统的QuantumX无论从外形或者使用体验上都更符合现代工业需求。这项技术的关键是在高速扫描下使激光功率调制和动态聚焦定位达到准同步，这种智能方法能够轻松控制每个扫描平面的体素大小，并在不影响速度的情况下，使得样品精密部件能具有出色的形状精度和超光滑表面。该技术将灰度光刻的性能与双光子聚合的精确性和灵活性结合，使其同时具备高速打印，完全设计自由度和超高精度的特点。从而满足了复杂增材制造对于优异形状精度和光滑表面的极高要求。想要了解Quantum X 双光子灰度光刻微纳打印设备。北京超高速灰度光刻3D微纳加工
在灰度光刻技术的帮助下，芯片制造商可以更好地满足不断增长的市场需求。北京超高速灰度光刻3D微纳加工
来自德国亚琛工业大学以及莱布尼兹材料研究所科学家们使用Nanoscribe的3D双光子无掩模光刻系统以一种全新的方式制作带有嵌入式3D微流控器件的2D微型通道，该器件的非常重要部件是模拟蜘蛛喷丝头的复杂喷嘴设计。科学家们运用Nanoscribe的双光子聚合技术（2PP）打印微型通道的聚合物母版，并结合软灰度光刻技术做后续复制工作。随后，在密闭的微流道中通过芯片内3D微纳加工技术直接制作复杂结构喷丝头。这种集成复杂3D结构于传统平面微流控芯片的全新方式为微纳加工制造打开了新的大门。斯图加特大学和阿德莱德大学的研究人员联手澳大利亚医学研究中心，共同合作研发了世界上特别小的3D打印微型内窥镜。该内窥镜所用到的微光学器件宽度只有125微米，可以用于直径小于半毫米的血管内进行内窥镜检查。而这个精密的微光学器件是通过使用德国Nanoscribe公司的双光子微纳3D打印设备制作的。微型内窥镜可以帮助检测人体动脉内的斑块、血栓和胆固醇晶体，因此对于医学检测极其重要，可以有助于减少中风和心脏病发作的风险。北京超高速灰度光刻3D微纳加工
