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德国微纳米Nanoscribe微光学

来源: 发布时间:2024年10月05日

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(15 µm 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Photonic Professional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。


使用Nanoscribe的3D微加工技术并配合其新型研发的IP-Visio光刻胶,可以打印极其复杂的3D微支架。德国微纳米Nanoscribe微光学

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光子集成电路 (Photonic Integrated Circuit,PIC) 与电子集成电路类似,但不同的是电子集成电路集成的是晶体管、电容器、电阻器等电子器件,而光子集成电路集成的是各种不同的光学器件或光电器件,比如激光器、电光调制器、光电探测器、光衰减器、光复用/解复用器以及光放大器等。集成光子学可较广地应用于各种领域,例如数据通讯,激光雷达系统的自动驾驶技术和YL领域中的移动感应设备等。而光子集成电路这项关键技术,尤其是微型光子组件应用,可以很大程度缩小复杂光学系统的尺寸并降低成本。光子集成电路的关键技术还在于连接接口,例如光纤到芯片的连接,可以有效提高集成度和功能性。类似于这种接口的制造非常具有挑战性,需要权衡对准、效率和宽带方面的种种要求。


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Nanoscribe双光子灰度光刻(2GL®)是一种用于生成2.5D拓扑的新型增材制造技术。通过这种技术,在扫描一层的情况下,可以打印离散和准确的步骤以及基本连续的拓扑,从而缩短了打印时间。2GL是无掩膜灰度光刻技术家族的新成员,其使用功率调节激光来塑造微纳米结构功能器件的高度轮廓。双光子灰度光刻(2GL®)是一项突破性的创新技术,将灰度光刻的优势与双光子聚合(2PP)的精度和灵活性相结合。光学元件如何对准并打印到光子芯片上?打印对象的 3D 对准技术是基于具有高分辨率 3D 拓扑绘制的共聚焦单元。 为了精确对准光子芯片上的光学元件,智能软件算法会自动识别预定义的标记和拓扑特征,以确定芯片上波导的确切位置和方向。 然后将虚拟坐标系设置到波导的出口,使其光轴和方向完美对准。 根据该坐标系打印的光学元件可确保比较好的光学质量并比较大限度地减少耦合损耗。 该项技术可以利用自由空间微光耦合 (FSMOC) 实现高效的光耦合。

对准双光子光刻技术(A2PL®)是Nanoscribe基于双光子聚合(2PP)的一种新型专利纳米微纳制造技术。该技术可以将打印的结构自动对准到光纤和光子芯片上,例如用于光子封装中的光学互连。同时高精度检测系统还可以识别基准点或拓扑基底特征,确保对3D打印进行高度精确的对准。 Nanoscribe对准双光可光刻技术搭配nanoPrintX,一种基于场景图概念的软件工具,可用于定义对准3D打印的打印项目。树状数据结构提供了所有与打印相关的对象和操作的分层组织,用于定义何时、何地、以及如何进行打印。在nanoPrintX中可以定义单个对准标记以及基板特征,例如芯片边缘和光纤表面。使用Quantum X align系统的共焦单元或光纤照明单元,可以识别这些特定的基板标记,并将其与在nanoPrintX中定义的数字模型进行匹配。对准双光子光刻技术和nanoPrintX软件是Quantum X align系统的标配。Nanoscribe公司的3D微纳加工技术推动着光子电路的研究和创新。

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IP树脂作为高效的打印材料,是Nanoscribe微纳加工解决方案的基本组成部分之一。我们提供针对优化不同光刻胶和应用领域的高级配套软件,从而简化3D打印工作流程并加快科研和工业领域的设计迭代周期,包括仿生表面,微光学元件,机械超材料和3D细胞支架等。利用Nanoscribe的双光子聚合微纳3D打印技术,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的科学家们新研发的微型内窥镜。将12050微米直径的微光学器件直接打印在光纤上,构建了一款功能齐全的超薄像差校正光学相干断层扫描探头。这是迄今有报道的尺寸低值排名优先的自由曲面3D成像探头,包括导管鞘在内的直径只为0.457 mm。  Nanoscribe是头一家将基于该原理的产品系列Nanoscribe Photonic Professional打印系统推向市场的科技公司。湖南微纳Nanoscribe微纳机器人

Nanoscribe技术是一种高精度的三维打印技术。德国微纳米Nanoscribe微光学

   对于光纤上打印的SERS探针,研究人员必须克服几个制造上的挑战。首先,他们设计了一个定制的光纤支架,可以在光纤的切面上打印。然后,打印的物体必须与光纤的重点部分完全对齐,以激发制造的拉曼热点。剩下的一个挑战,特别是对于像单体阵列这样的丝状结构,是对可能倾斜的基材表面的补偿。光纤倾斜的基材表面导致SERS活性微结构的产量很低。为了推动光学领域的创新以及在医疗设备的应用和光学传感的发展,例如光纤SERS探头,Nanoscribe近期推出了新的3D打印系统QuantumXalign。凭借其专有的在光纤上的打印设置和在所有空间方向上的倾斜校正,新的3D打印系统可能已经为在光纤上打印SERS探针的挑战提供了答案,并为进一步改进和新的创新奠定了基础。


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