河北双光子聚合3D打印微纳光刻

Nanoscribe首届线上用户大会于九月顺利召开，在微流控研究中，通常在针对微流控器件和芯片的快速成型制作中会结合不同制造方法。亚琛工业大学（RWTHUniversityofAachen）和不来梅大学（UniversityofBremen）的研究小组提出将三维结构的芯片结构打印到预制微纳通道中。生命科学研究的驱动力是三维打印模拟人类细胞形状和大小的支架，以推动细胞培养和组织工程学。丹麦技术大学(DTU)和德国于利希研究中心的研究团队展示了他们的成就，并强调了光刻胶如IP-L780和Nanoscribe新型柔性打印材料IP-PDMS的重要性。在微纳光学和光子学研究中，布鲁塞尔自由大学的研究人员提出了用于光纤到光纤和光纤到芯片连接的锥形光纤和低损耗波导等解决方案。阿卜杜拉国王科技大学的研究团队3D打印了一个超小型单纤光镊，以实现集成微纳光学系统。连接处理是光子集成研究的挑战。正如明斯特大学（WWU）研究人员所示，Nanoscribe微纳加工技术正在驱动研究用于集成纳米多孔电路的混合接口方法。麻省理工学院（MIT）的科学家们正在使用Nanoscribe的2PP技术制造用于高密度集成光子学的光学自由形式耦合器。能打印出组装好的产品，因此降低了组装成本，甚至可以挑战大规模生产方式。河北双光子聚合3D打印微纳光刻

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QuantumXshape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QuantumXshape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。QuantumXshape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1MHz调制速率动态调整激光功率。德国TPP3D打印设备特别常见的3D打印方法是增材制造。

Nanoscribe称，QuantumX是世界上**基于双光子灰度光刻技术（two-photongrayscalelithography，2GL）的工业系统，目前该技术正在申请专利。2GL将灰度光刻技术与Nanoscribe的双光子聚合技术相结合，可生产折射和衍射微光学以及聚合物母版的原型。多层衍射光学元件（diffractiveopticalelement，DOE）可以通过在扫描平面内调制激光功率来完成，从而减少多层微制造所需的打印时间。Nanoscribe表示，折射微光学也受益于2GL工艺的加工能力，可制作单个光学元件、填充因子高达100%的阵列，以及可以在直接和无掩模工艺中实现各种形状，如球面和非球面透镜。QuantumX的软件能实时控制和监控打印作业，并通过交互式触摸屏控制面板进行操作。为了更好地管理和安排用户的项目，打印队列支持连续执行一系列打印作业。该软件有程序向导，可在一开始就指导设计师和工程师完成打印作业，并能够接受任意光学设计的灰度图像。

为了进一步提升技术先进性，科研人员又在新材料研发的过程中发现了巨大的潜力。一方面，利用SCRIBE新技术的情况下，高折射率的光刻胶可进一步拓展对打印结构的光学性能的调节度。另一方面，低自发荧光的可打印材料非常适用于生物成像领域。Nanoscribe公司的IP系列光刻胶，例如具有高折射率的IP-n162和具有生物相容性和低自发荧光的IP-Visio已经为接下来的研究提供了进一步的可能。为了证明SCRIBE新技术的巨大潜力，科研人员打印了众多令人瞩目的光学组件，例如已经提到的龙勃透镜。此外科研人员还打印了消色差双合透镜（如图示）。通过色散透镜聚焦的光因波长不同焦点位置也不尽相同。通过组合不同折射率的透镜可帮助降低透镜的色差。支持产品快速开发，因为可以制造形状复杂的零件，产品多样化，但不增加成本。

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QuantumXshape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QuantumXshape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。QuantumXshape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1MHz调制速率动态调整激光功率。QuantumXshape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QuantumXshape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。在建筑领域，3D打印技术用于打印建筑模型和结构部件，提高了建筑设计的精度和效率。北京高精度3D打印

3D打印技术可以制造出传统制造方法难以加工的复杂几何形状、内部结构和空隙结构，实现了设计师的无限创意。河北双光子聚合3D打印微纳光刻

QuantumXshape作为理想的快速成型制作工具，可实现通过简单工作流程进行高精度和高设计自由度的制作。作为2019年推出的头一台双光子灰度光刻(2GL®)系统QuantumX的同系列产品，QuantumXshape提升了3D微纳加工能力，即完美平衡精度和速度以实现高精度增材制造，以达到高水平的生产力和打印质量。总而言之，工业级QuantumX打印系统系列提供了从纳米到中观尺寸结构的非常先进的微制造工艺，适用于晶圆级批量加工。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。河北双光子聚合3D打印微纳光刻