全新的Quantum X无掩模光刻系统能够数字化制造高精度2维和2.5维光学元件。 作为世界上头一个双光子灰度光刻系统,在充分满足设计自由的同时,一步制造具有光学质量表面以及高形状精度要求的微光学元件,达到所见即所得。全新的Nanoscribe Quantum X系统适用于工业生产中所需手板和模具的定制化精细加工。该无掩模光刻系统颠覆了自由形状的微透镜、微透镜阵列和多级衍射光学元件的传统制作工艺。而且Quantum X提供了完全的设计自由度、高速的打印效率、以及增材制造复杂结构超光滑表面所需的高精度。快速、准确的增材制造工艺极大地缩短了设计迭代周期,实现了低成本的微纳加工。双光子灰度光刻技术将灰度光刻的高性能与双光子聚合的精确性和灵活性完美结合。湖北灰度光刻3D微纳加工
双光子灰度光刻技术可以一步实现真正具有出色形状精度的多级衍射光学元件(DOE),并且满足DOE纳米结构表面的横向和纵向分辨率达到亚微米量级。由于需要多次光刻,刻蚀和对准工艺,衍射光学元件(DOE)的传统制造耗时长且成本高。而利用增材制造即可简单一步实现多级衍射光学元件,可以直接作为原型使用,也可以作为批量生产母版工具。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。上海超高速灰度光刻3D光刻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。
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。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。微纳3D打印与灰度光刻有点类似,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。
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。关于双光子聚合(2PP)和双光子灰度光刻(2GL ®)的问题,咨询请致电Nanoscribe中国分公司-纳糯三维。
微透镜阵列对表面质量和形貌要求比较高,因此对制备工艺提出了很严格的要求。科研人员提出了许多方法来实现具有高表面质量的微透镜阵列的高效制备,比如针对柔性材料的热压印成型方法实现了大面积微透镜阵列;利用灰度光刻工艺和转印方法在柔性的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)衬底上实现了微透镜阵列;利用光刻和热回流方式实现了基于聚二甲基硅氧烷材料的微透镜阵列等。上述方法可以实现具有较高表面质量的微透镜阵列,但通常需要使用复杂的工艺和步骤。此外,这些微透镜基质通常为软质材料,材料本身的机械抗性和耐酸碱的能力比较差。相对而言,透明硬脆材料例如石英、蓝宝石等由于其极高的硬度和极强的化学稳定性,在光学窗口、光学元件等方面的应用更加广。因此,如何制备具有高表面质量的透明硬脆材料微透镜阵列等微光学元件成为研究人员研究的焦点。Nanoscribe中国分公司-纳糯三维科技(上海)有限公司邀您一起探讨双光子灰度光刻技术。吉林双光子灰度光刻设备
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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。湖北灰度光刻3D微纳加工
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