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,制备各种复杂的微纳米结构,满足不同应用领域的需求。浙江双光子灰度光刻微纳光刻
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。浙江双光子灰度光刻微纳光刻灰度光刻技术作为一种新型的光刻技术,具有突破传统光刻技术的优势。
传感器对可控技术的重要性,在众多领域都是显而易见的,无论是从简单的家用电器,还是到可穿戴设备,甚至到航空应用,只有控制良好的流程才有被优化的可能。理想的传感器应该具有高敏感度,不易故障,并且易于集成到流程中等优点。光纤端面的微型传感器在这个方面具有巨大的潜力。这些传感器空间占有率小,可以轻松多路复用,并且不需要额外的外部能源供应。对于这些基于光纤的传感器的加工,双光子聚合技术已被证明是其完美的搭档。事实上,任何设计模型都能在微观尺寸上被实现。然而,大多数设计都是静态的,打印出来的部件在被加工出来后不能进行进一步的活动。
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。它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。灵活性高:由于无需制作实体掩膜版,无掩膜光刻技术可以快速地更改光刻图案,方便进行试制和修改。
Nanoscribe是卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)的子公司,开发并提供用于纳米、微米和中尺度的3D打印机以及光敏材料和工艺解决方案。其口号是:“我们让小物件变得重要”,公司创始人开发出一种技术,对智能手机、手持设备和医疗技术领域至关重要的3D打印产品。通过基于双光子聚合(2PP)的3D打印机投入市场,他们已经为全球的大学和新兴行业提供了新的解决方案,致力于3D微打印生命科学研究以及纳米级3D打印光学,甚至利用他们的技术来开发创新的设备,例如用于类固醇洗脱的3D微支架人工耳蜗。根据Nanoscribe的联合创始人兼CSOMichaelThiel博士的说法,“Beers定律对当今的无掩模光刻设备施加了强大的限制,QuantumX采用双光子灰度光刻技术,克服了这些限制,提供了前所未有的设计自由度和易用性,我们的客户正在微加工的前沿工作。“纳米标记系统基于双光子吸收,这是一种分子被激发到更高能态的过程。为了使用双光子工艺制造3D物体,使用含有单体和双光子活性光引发剂的凝胶作为原料。将激光照射到光敏材料上以形成纳米尺寸的3D打印物体,其中吸收的光的强度非常高。灰度光刻技术可实现掩膜版的自适应优化。山东Nanoscribe灰度光刻微纳加工系统
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。浙江双光子灰度光刻微纳光刻
传统3D打印难以实现对于复杂设计或曲线形状的高分辨率3D打印,必须切片并分为大量水平和垂直层。这会明显增加对于平滑、曲线或精细结构的打印时间。双光子聚合技术(2PP)则可以解决这个难题。Nanosribe于2019年推出的双光子灰度光刻技术(2GL®)可实现体素调节,从而明显减少打印层数。这是通过扫描过程中的快速激光调制来实现的。并且,这项技术已从原先适用于。Nanoscribe于2023年推出双光子灰度光刻3D打印技术3Dprintingby2GL®,该技术具备实现出色形状精度的优越打印品质,并将Nanoscribe的灰度技术拓展到三维层面。整个打印过程在保持高速扫描的同时实现实时动态调整激光功率。这使得聚合体素得到精确尺寸调整,以完美匹配任何3D形状的轮廓。在无需切片步骤,不产生形状失真的要求下,您将获得具有无瑕疵光学级表面的任意3D打印设计的真实完美形状。浙江双光子灰度光刻微纳光刻