Quantum X shape是Nanoscribe推出的全新高精度3D打印系统,用于快速原型制作和晶圆级批量生产,以充分挖掘3D微纳加工在科研和工业生产领域的潜力。该系统是基于双光子聚合技术(2PP)的专业激光直写系统,可为亚微米精度的2.5D和3D物体的微纳加工提供极高的设计自由度。Quantum X shape可实现在6英寸的晶圆片上进行高精度3D微纳加工。这种效率的提升对于晶圆级批量生产尤其重要,这对于科研和工业生产领域应用有着重大意义。总而言之,该系统拓宽了3D微纳加工在多个科研领域和工业行业应用的更多可能性(如生命科学、材料工程、微流体、微纳光学、微机械和微电子机械系统(MEMS)等)。全新Quantum X shape作为Nanoscribe工业级无掩膜光刻系统Quantum X产品系列的第二台设备,可实现在25 cm²面积内打印任何结构,很大程度推动了生命科学,微流体,材料工程学中复杂应用的快速原型制作。Quantum X shape作为具备光敏树脂自动分配功能的直立式打印系统,非常适合标准6英寸晶圆片工业批量加工制造。通过使用Nanoscribe的3D打印系统,科学家们实现了直接在硅基光子芯片上制作中空3D光波导的微观结构。重庆高精度Nanoscribe微光学
多年来,Nanoscribe在微观和纳米领域一直非常出色,并且参与了很多3D打印的项目,包括等离子体技术、微光学等工业微加工相关项目。如今,Nanoscribe正在与美因兹大学和帕德博恩大学在内的其他行业带领机构一起开发频率和功率稳定的小型二极管激光器。该团队的项目为期三年,名为Miliquant,由德国联邦教育和研究部(简称BMBF)提供资助。他们的研发成果——3D打印光源组件,将用于量子技术创新,并可以应用在医疗诊断、自动驾驶和细胞红外显微镜成像之中。研发团队将开展多项实验,开发工业传感器和成像系统,这就需要复杂的研发工作,还需要开发可靠的组件,以及组装和制造的新方法。湖南工业级Nanoscribe微纳光刻Nanoscribe的2PP技术可用于构造包含不同规模结构的聚合物母版。
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。布鲁塞尔自由大学的光子学研究小组(B-PHOT)的科学家们正在通过使用Nanoscribe双光子聚合技术(2PP)将光波导漏斗3D打印到光纤末端上来攻克将具有不同模场几何形状的两个元件之间的光束进行高效和稳健耦合这个难题。这些锥形光束漏斗可调整SMF的模式场,以匹配光子芯片上光波导模式场。Nanoscribe的2PP技术将可调整模场的锥形体作为阶跃折射率光波导光束。
Nanoscribe的QuantumX形状与其他一些利用2PP技术的打印机竞争,例如UpNano的NanoOne高分辨率微增材制造(μAM)解决方案;LithoProf3D,一种由另一家德国公司MultiphotonOptics制造的先进微型激光光刻3D打印机,以及Microlight3D基于2PP的交钥匙3D打印机Altraspin。作为市场上的新选择之一,QuantumXshape承诺采用“非常先进的微加工工艺”,可实现高精度增材制造,在其中可以比较好平衡精度和速度,以实现特别高水平的生产力和质量。Nanoscribe认为该打印机能够产生“非常出色的输出”,该打印机依赖于基于移动镜技术的振镜(Galvo)系统和基于坚固花岗岩的平台上的智能电子系统控制单元,并结合了行业-级脉冲飞秒激光器。QuantumXshape可以使用Nanoscribe专有的聚合物和二氧化硅材料打印3D微型部件,并且对第三方或定制材料开放。此外,它可以通过设备的集成触摸屏和远程访问软件nanoConnectX进行控制,允许远程控制连接打印机的打印作业,将实验室的准备时间减少到限度低值,并在共享系统时简化团队协作。Nanoscribe双光子灰度光刻微纳打印系统技术具备高速打印,完全设计自由度和超高精度的特点。
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:《Finer features for functional microdevices:Micromachines can be created with higher resolution using two-photon absorption.》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。该微型混合器可以处理高达100微升/分钟的高流速样品,适用于药物和纳米颗粒制造,快速化学反应、生物学测量和分析药物等各种不同应用。Nanoscribe专注于微纳米3D打印设备的额研发和应用。北京高分辨率Nanoscribe微光学
使用Nanoscribe的3D微加工技术并配合其新型研发的IP-Visio光刻胶,可以打印极其复杂的3D微支架。重庆高精度Nanoscribe微光学
双光子聚合(2PP)是一种可实现比较高精度和完全设计自由度的增材制造方法。而作为同类比较好的3D微加工系统Quantum X shape具有下列优异性能:首先,在所有空间方向上低至 100 纳米的特征尺寸控制,适用于纳米和微米级打印;其次制作高达 50 毫米的目标结构,适用于中尺度打印。高速3D微纳加工系统Quantum X shape可实现出色形状精度和高精度制作。这种高质量的打印效果是结合了特别先进的振镜系统和智能电子系统控制单元的结果,同时还离不开工业级飞秒脉冲激光器以及平稳坚固的花岗岩操作平台。Quantum X shape具有先进的激光焦点轨迹控制,可操控振镜加速和减速至比较好扫描速度,并以 1 MHz 调制速率动态调整激光功率。Quantum X shape 带有独特的自动界面查找功能,可以以低至 30 纳米的精度检测基板表面。这种在比较高扫描速度下的纳米级精度体现,再加上自校准程序,可在特别短的时间内实现可靠和准确的打印,为 3D 微纳加工树立了新榜样。这些优异的性能使Quantum X shape 成为快速原型制作和应用于微纳光学、微流体、材料表面工程、MEMS 等其他领域中晶圆级规模生产的理想工具。重庆高精度Nanoscribe微光学
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