Nanoscribe成立于2007年,是一家总部位于德国卡尔斯鲁厄的高精度双光子微纳加工系统制造商。公司具有卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)的技术背景,并得到了卡尔蔡司公司的支持。
2023年11月15日,据资源库了解,该公司推出了一项创新的3D微加工技术——双光子灰度光刻(2GL),其原理是利用激光束和高速振镜的高频同步来进行单体素调谐,从而在光学质量方面实现出色的微纳加工特征和结构。
该技术巧妙地结合了双光子聚合(2PP)的高分辨率和独特的专利体素调整工艺,显著减少了打印层数,从而使2GL成为基于2PP的3D打印技术中最快的一种。它为新的应用开辟了道路,例如在更短的打印时间内制造质量更高、更加精细的微光学系统。
目前,Nanoscribe的Quantum X 3D打印机已经集成了拥有该双光子灰度光刻技术,可用于光学级2D和2.5D微纳米结构的增材制造。如今,Nanoscribe通过引入2GL,将体素调整技术带入了3D打印,成为Quantum X中对齐双光子光刻(A2PL)功能的重要补充。
精度更高
打印过程依赖于激光功率的实时动态调整,同时以最高速度进行扫描。这会导致聚合体素的精确尺寸调整,以“完美”匹配任何3D形状的轮廓。2GL技术能够在打印场边界动态调整激光剂量,以补偿化学诱导的光敏聚合物收缩和定位缺陷。
Benchy船的左侧部分是2GL 3D打印的,右侧部分采用传统的基于2PP的3D打印制成。
Quantum X设备专为微型光学元件的打印进行了优化,具有高精度定位组件和自校准程序可以实现拼接相邻的打印区域,在制造更大结构的同时保证出色的打印精度。此外,Quantum X还具有自动倾斜补偿功能,可以避免在倾斜的衬底上有拼接缝隙或阶梯效应。
速度更快
2GL 3D打印是市场上最快的基于2PP的微加工技术之一。其动态体素调整需要显着更少的打印层来实现光学级、光滑和纳米结构表面的打印结果。
这意味着目前任何基于2PP的3D打印机都无法达到制造速度,在满足严格的打印质量要求的同时(取决于设计,与相同的打印质量相比),其吞吐量是替代双光子光刻系统的10至60倍。
应用更广
2GL的3D打印能够制造具有光学质量表面以及高形状精度要求的微光学元件,达到所见即所得。凭借全新水平的制造质量和速度,2GL 3D打印为推动自由空间微光耦合(FSMOC)的工业化提供了支持,成为光子学封装和集成中高度稳健且高效的光耦合解决方案。
2GL通过创新的设计重新定义了典型复杂结构微纳光学元件的微纳加工制造。该技术结合了灰度光刻的出色性能,以及双光子聚合的亚微米级分辨率和灵活性。目前,该技术已经在硅片上3D加工、光纤端面加工和硅光芯片上的3D加工都有所应用。
与Nanoscribe的技术不同,国内的摩方精密采用的面投影微立体光刻(PμSL)技术同样可以进行微纳3D打印的制造,可应用于精密医疗器械、电子器件、微流控、微机械等众多工业及科研领域。
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