飞秒激光双光子聚合三维微纳米加工系统

QuantumXshape是Nanoscribe推出的全新高精度3D打印系统，用于快速原型制作和晶圆级批量生产，以充分挖掘3D微纳加工在科研和工业生产领域的潜力。该系统是基于双光子聚合技术（2PP）的专业激光直写系统，可为亚微米精度的2.5D和3D物体的微纳加工提供极高的设计自由度。QuantumXshape可实现在6英寸的晶圆片上进行高精度3D微纳加工。这种效率的提升对于晶圆级批量生产尤其重要，这对于科研和工业生产领域应用有着重大意义。总而言之，该系统拓宽了3D微纳加工在多个科研领域和工业行业应用的更多可能性（如生命科学、材料工程、微流体、微纳光学、微机械和微电子机械系统（MEMS）等）。科学家们运用Nanoscribe的双光子聚合技术，实现微流道母版制造和密闭通道系统内部的芯片内直接打印。飞秒激光双光子聚合三维微纳米加工系统

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。在给出的例子中，成像中的荧光强度和折射率高度相关，同时将打印的双透镜中的每个单独透镜可视化。广东德国双光子聚合激光直写Nanoscribe的双光子聚合技术具有极高设计自由度和超高精度的特点。

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。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特别快的扫描速度，并以1MHz调制速率动态调整激光功率。

双光子聚合是物质在发生双光子吸收后所引发的光聚合过程。双光子吸收是指物质的一个分子同时吸收两个光子的过程，只能在强激光作用下发生，是一种强激光下光与物质相互作用的现象，属于三阶非线性效应的一种。双光子吸收的发生主要在脉冲激光所产生的特别强激光的焦点处，光路上其他地方的激光强度不足以产生双光子吸收，而由于所用光波长较长，能量较低，相应的单光子过程不能发生，因此，双光子过程具有良好的空间选择性。双光子聚合利用了双光子吸收过程对材料穿透性好、空间选择性高的特点，在三维微加工、高密度光储存及生物医疗领域有着巨大的应用前景，近年来已成为全球高新技术领域的一大研究热点。Nanoscribe中国分公司-纳糯三维邀您一起探讨什么是双光子聚合微纳加工系统。

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。Nanoscribe中国分公司-纳糯三维带您一起了解飞秒激光双光子聚合微纳加工。内蒙古飞秒激光双光子聚合技术3D打印

德国Nanoscribe拥有超高精度双光子聚合微纳3D打印设备。飞秒激光双光子聚合三维微纳米加工系统

科学家们基于Nanoscribe的双光子聚合技术(2PP)，发明了GRIN光学微纳制造工艺。这种新的制造技术实现了简单一步操作即可同时控制几何形状和折射率来打印自由曲面光学元件。凭借这种全新的制造工艺，科学家们完成了令人印象深刻的展示制作，打印了世界上特别小的可聚焦可见光的龙勃透镜（15µm直径）。相似于人类眼睛晶状体的梯度，这种球面晶状体的折射率向中心逐渐增加，使其具有独特的聚光特性。Nanoscribe的PhotonicProfessional打印系统可用于将不同折射率的龙勃透镜和其他自由形状的光学组件打印于微孔支架材料上（例如孔状硅材及二氧化硅）。突出特点是不再像常规的双光子聚合（2PP）那样在基体表面进行直写，而是在孔型支架内。通过调整直写激光的曝光参数可以改变微孔支架内材料的聚合量，从而影响打印材料的有效折射率。采用全新SCRIBE技术（通过激光束曝光控制的亚表面折射率）可以在保证亚微米级别的空间分辨率同时，对折射率的调节范围甚至超过0.3。飞秒激光双光子聚合三维微纳米加工系统

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