德国微纳米双光子聚合3D光刻

时间:2023年03月30日 来源:

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:《Finerfeaturesforfunctionalmicrodevices:Micromachinescanbecreatedwithhigherresolutionusingtwo-photonabsorption.》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不太通用的解决方案,而是单纯的利用了材料的性质。双光子聚合到底是什么技术?有什么特点?运用在哪些领域?德国微纳米双光子聚合3D光刻

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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。例如,可接受高达32位分辨率的BMP、PNG或TIFF文件,以便使用Nanoscribe的QuantumX进行直接制造。天津超高精度双光子聚合激光直写科学家们运用Nanoscribe的双光子聚合技术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。

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    双光子聚合技术(2PP)是一种“纳米光学”3D打印方法,类似于光固化快速成型技术,未来学家ChristopherBarnatt认为这种技术未来可能会成为主流3D打印形式。国际上,维也纳科技大学的科学家们一致致力于提高感光性树脂性能和成像技术。而英国帝国理工学院还通过德国的Nanoscribe设备打印出只有100微米长的中国长城模型赠送给我们国家。NanoScribe这样的双光子聚合技术潜在的应用范围和影响力是很特殊的。其应用领域包括:光子学(Photonics):光子晶体、超颖材料、激光分布回馈术(DFBLasers)光子共振环、绕射光学微光子学(MicroOptics):微光学器件、整合型光学微流道技术(MicroFluidics):生医芯片系统、物质研究开发与分析、三维基础结构与微流道通路生命科学(LifeSciences):细胞外数组结构、干细胞分离术、细胞成长研究、细胞迁移研究、组织工程纳米与微米工艺(Nano-andMicrotechnology):超细分辨率光学掩膜、壁虎与莲花效应分析。

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。Nanoscribe中国分公司-纳糯三维科技(上海)有限公司带您一起揭秘双光子聚合的加工原理。

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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。Nanoscribe中国分公司-纳糯三维科技(上海)有限公司带您一起揭秘什么是双光子聚合技术。德国新型双光子聚合技术

双光子聚合的打印技术和方法有哪些?德国微纳米双光子聚合3D光刻

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。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。德国微纳米双光子聚合3D光刻

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