近年来,实现微纳尺度下的3D灰度光刻结构在包括微机电(MEMS)、微纳光学及微流控研究领域内备受关注,良好的线性侧壁灰度结构可以很大程度上提高维纳器件的静电力学特性,信号通讯性能及微流通道的混合效率等。相比一些获取灰度结构的传统手段,如超快激光刻蚀工艺、电化学腐蚀或反应离子刻蚀等,灰度直写图形曝光结合干法刻蚀可以更加方便地制作任意图形的3D微纳结构。该方法中,利用微镜矩阵(DMD)开合控制的激光灰度直写曝光表现出更大的操作便捷性、易于设计等特点,不需要特定的灰度色调掩膜版,结合软件的图形化设计可以直观地获得灰度结构。Nanoscribe中国分公司-纳糯三维科技(上海)有限公司为您讲解灰度光刻的特点和应用。天津灰度光刻三维光刻
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。上海德国灰度光刻技术3D打印灰度光刻技术可实现掩膜版的自适应优化。
现代光电设备在系统的复杂化与小型化得到了巨大改进。一种应用需求为使用定制的透镜阵列来准直和投射来自线性排列的边缘发射激光二极管以形成复合激光线。消费类相机和投影模块中的微型光学元件通常需要多个元件才能满足性能规格。复杂的组装对于需要组合成具有微米间距的线性阵列提出了额外的挑战。塑料模型元件可以提供特殊的曲率需求,尽管可用的折射率会导致高度弯曲的表面产生球面像差,从而抑制准直性能。硅灰度光刻技术可以在单个高折射率表面上实现复杂的透镜形状,同时还可以在多个孔之间提供精确的对准和间距。多孔径透镜阵列设计用于沿快轴准直激光,并在慢轴上提供±3°发散角。阵列中的每个元素还包含偏心和衍射项,以偏置主光线角并与发散的光锥重叠以形成连续的激光线。
我们往往需要通过灰度光刻的方式来实现微透镜阵列结构,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。需要注意,灰度光刻方法获得的微透镜阵列的表面粗糙度相比于热回流和喷墨法获得的透镜要大的多,约为Ra=100nm,前两者可以会的Ra=50nm的球面。Nanoscribe的双光子灰度光刻激光直写技术(2GL ®)可用于工业领域2.5D微纳米结构原型母版制作。
Nanoscribe的PhotonicProfessionalGT2使用双光子聚合(2PP)来产生几乎任何3D形状:晶格、木堆型结构、自由设计的图案、顺滑的轮廓、锐利的边缘、表面的和内置倒扣以及桥接结构。PhotonicProfessionalGT2结合了设计的灵活性和操控的简洁性,以及非常广的材料-基板选择。因此,它是一个理想的科学仪器和工业快速成型设备,适用于多用户共享平台和研究实验室。Nanoscribe的3D无掩模光刻机目前已经分布在30多个国家的前沿研究中,超过1,000个开创性科学研究项目是这项技术强大的设计和制造能力的特别好证明。欢迎咨询灰度光刻技术可提高光刻胶的分辨率。天津灰度光刻三维光刻
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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。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。天津灰度光刻三维光刻