Nanoscribe成立于2007年,是一家總部位于德國(guó)卡爾斯魯厄的高精度雙光子微納加工系統(tǒng)制造商。公司具有卡爾斯魯厄理工學(xué)院(KIT)的技術(shù)背景,并得到了卡爾蔡司公司的支持。
2023年11月15日,據(jù)資源庫(kù)了解,該公司推出了一項(xiàng)創(chuàng)新的3D微加工技術(shù)——雙光子灰度光刻(2GL),其原理是利用激光束和高速振鏡的高頻同步來(lái)進(jìn)行單體素調(diào)諧,從而在光學(xué)質(zhì)量方面實(shí)現(xiàn)出色的微納加工特征和結(jié)構(gòu)。
該技術(shù)巧妙地結(jié)合了雙光子聚合(2PP)的高分辨率和獨(dú)特的專利體素調(diào)整工藝,顯著減少了打印層數(shù),從而使2GL成為基于2PP的3D打印技術(shù)中最快的一種。它為新的應(yīng)用開(kāi)辟了道路,例如在更短的打印時(shí)間內(nèi)制造質(zhì)量更高、更加精細(xì)的微光學(xué)系統(tǒng)。
目前,Nanoscribe的Quantum X 3D打印機(jī)已經(jīng)集成了擁有該雙光子灰度光刻技術(shù),可用于光學(xué)級(jí)2D和2.5D微納米結(jié)構(gòu)的增材制造。如今,Nanoscribe通過(guò)引入2GL,將體素調(diào)整技術(shù)帶入了3D打印,成為Quantum X中對(duì)齊雙光子光刻(A2PL)功能的重要補(bǔ)充。
精度更高
打印過(guò)程依賴于激光功率的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整,同時(shí)以最高速度進(jìn)行掃描。這會(huì)導(dǎo)致聚合體素的精確尺寸調(diào)整,以“完美”匹配任何3D形狀的輪廓。2GL技術(shù)能夠在打印場(chǎng)邊界動(dòng)態(tài)調(diào)整激光劑量,以補(bǔ)償化學(xué)誘導(dǎo)的光敏聚合物收縮和定位缺陷。
Benchy船的左側(cè)部分是2GL 3D打印的,右側(cè)部分采用傳統(tǒng)的基于2PP的3D打印制成。
Quantum X設(shè)備專為微型光學(xué)元件的打印進(jìn)行了優(yōu)化,具有高精度定位組件和自校準(zhǔn)程序可以實(shí)現(xiàn)拼接相鄰的打印區(qū)域,在制造更大結(jié)構(gòu)的同時(shí)保證出色的打印精度。此外,Quantum X還具有自動(dòng)傾斜補(bǔ)償功能,可以避免在傾斜的襯底上有拼接縫隙或階梯效應(yīng)。
速度更快
2GL 3D打印是市場(chǎng)上最快的基于2PP的微加工技術(shù)之一。其動(dòng)態(tài)體素調(diào)整需要顯著更少的打印層來(lái)實(shí)現(xiàn)光學(xué)級(jí)、光滑和納米結(jié)構(gòu)表面的打印結(jié)果。
這意味著目前任何基于2PP的3D打印機(jī)都無(wú)法達(dá)到制造速度,在滿足嚴(yán)格的打印質(zhì)量要求的同時(shí)(取決于設(shè)計(jì),與相同的打印質(zhì)量相比),其吞吐量是替代雙光子光刻系統(tǒng)的10至60倍。
應(yīng)用更廣
2GL的3D打印能夠制造具有光學(xué)質(zhì)量表面以及高形狀精度要求的微光學(xué)元件,達(dá)到所見(jiàn)即所得。憑借全新水平的制造質(zhì)量和速度,2GL 3D打印為推動(dòng)自由空間微光耦合(FSMOC)的工業(yè)化提供了支持,成為光子學(xué)封裝和集成中高度穩(wěn)健且高效的光耦合解決方案。
2GL通過(guò)創(chuàng)新的設(shè)計(jì)重新定義了典型復(fù)雜結(jié)構(gòu)微納光學(xué)元件的微納加工制造。該技術(shù)結(jié)合了灰度光刻的出色性能,以及雙光子聚合的亞微米級(jí)分辨率和靈活性。目前,該技術(shù)已經(jīng)在硅片上3D加工、光纖端面加工和硅光芯片上的3D加工都有所應(yīng)用。
與Nanoscribe的技術(shù)不同,國(guó)內(nèi)的摩方精密采用的面投影微立體光刻(PμSL)技術(shù)同樣可以進(jìn)行微納3D打印的制造,可應(yīng)用于精密醫(yī)療器械、電子器件、微流控、微機(jī)械等眾多工業(yè)及科研領(lǐng)域。
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