微纳3D打印其实和与灰度光刻有点相似,但是原理不同,我们常见的微纳3D打印技术是双光子聚合和微纳金属3D打印技术,利用该技术我们理论上可以获得任意想要的结构,不光是微透镜阵列结构(如下图5所示),该方法的优势是可以完全按照设计获得想要的结构,对于双光子聚合的微结构,我们需要通过LIGA工艺获得金属模具,但是对于微纳金属3D打印获得的微纳米结构可以直接进行后续的复制工作,并通过纳米压印技术进行复制。灰度光刻的就是利用灰度光刻掩膜版(掩膜接触式光刻)或者计算机控制激光束或者电子束剂量从而达到在某些区域完全曝透,而某些区域光刻胶部分曝光,从而在衬底上留下3D轮廓形态的光刻胶结构(如下图4所示,八边金字塔结构)。微透镜阵列也是类似,可以通过剂量分布的控制来控制其轮廓形态Nanoscribe中国分公司-纳糯三维科技(上海)有限公司为您揭秘什么是灰度光刻技术。北京Nanoscribe灰度光刻设备
双光子灰度光刻技术可以一步实现真正具有出色形状精度的多级衍射光学元件(DOE),并且满足DOE纳米结构表面的横向和纵向分辨率达到亚微米量级。由于需要多次光刻,刻蚀和对准工艺,衍射光学元件(DOE)的传统制造耗时长且成本高。而利用增材制造即可简单一步实现多级衍射光学元件,可以直接作为原型使用,也可以作为批量生产母版工具。Nanoscribe的QuantumX打印系统非常适合DOE的制作。该系统的无掩模光刻解决方案可以满足衍射光学元件所需的横向和纵向高分辨率要求。基于双光子灰度光刻技术(2GL®)的QuantumX打印系统可以实现一气呵成的制作,即一步打印多级衍射光学元件,并以经济高效的方法将多达4,096层的设计加工成离散的或准连续的拓扑。2PP灰度光刻技术Nanoscribe中国分公司-纳糯三维科技(上海)有限公司邀您一起探讨灰度光刻技术的发展现状。
Nanoscribe的PhotonicProfessionalGT2使用双光子聚合(2PP)来产生几乎任何3D形状:晶格、木堆型结构、自由设计的图案、顺滑的轮廓、锐利的边缘、表面的和内置倒扣以及桥接结构。PhotonicProfessionalGT2结合了设计的灵活性和操控的简洁性,以及非常广的材料-基板选择。因此,它是一个理想的科学仪器和工业快速成型设备,适用于多用户共享平台和研究实验室。Nanoscribe的3D无掩模光刻机目前已经分布在30多个国家的前沿研究中,超过1,000个开创性科学研究项目是这项技术强大的设计和制造能力的特别好证明
Nanoscribe是卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)的子公司,开发并提供用于纳米、微米和中尺度的3D打印机以及光敏材料和工艺解决方案。其口号是:“我们让小物件变得重要”,公司创始人开发出一种技术,对智能手机、手持设备和医疗技术领域至关重要的3D打印产品。通过基于双光子聚合(2PP)的3D打印机投入市场,他们已经为全球的大学和新兴行业提供了新的解决方案,致力于3D微打印生命科学研究以及纳米级3D打印光学,甚至利用他们的技术来开发创新的设备,例如用于类固醇洗脱的3D微支架人工耳蜗。根据Nanoscribe的联合创始人兼CSOMichaelThiel博士的说法,“Beers定律对当今的无掩模光刻设备施加了强大的限制,QuantumX采用双光子灰度光刻技术,克服了这些限制,提供了前所未有的设计自由度和易用性,我们的客户正在微加工的前沿工作。“纳米标记系统基于双光子吸收,这是一种分子被激发到更高能态的过程。为了使用双光子工艺制造3D物体,使用含有单体和双光子活性光引发剂的凝胶作为原料。将激光照射到光敏材料上以形成纳米尺寸的3D打印物体,其中吸收的光的强度非常高。灵活性高:由于无需制作实体掩膜版,无掩膜光刻技术可以快速地更改光刻图案,方便进行试制和修改。
近年来,利用双光子聚合对聚合物类传统光刻胶的3D飞秒激光打印技术已日臻成熟,其高精度、高度可设计性和维度可控性已经在平行技术中排名在前。与此同时,如何更有效地将微纳结构功能化,也逐渐成为各种微纳加工技术的研究重点。在现阶段,对于3D飞秒激光打印技术而言,具体来说就是利用其加工的高度可设计性来实现微纳结构的功能化和芯片化,并使这些结构能够更好地集成器件,从而达到理想的应用目的。微凹透镜阵列结构是光学器件中的一种常见组件,具有较强的聚焦和成像能力。以往制备此类结构的方法有热回流、灰度光刻、干法刻蚀和注射浇铸等。受加工手段的限制,传统的微透镜阵列往往是在1个平板衬底上加工出一系列相同尺寸的凹透镜结构,这样的1组微透镜阵列无法将1个平面物体聚焦至1个像平面上,会产生场曲。制备各种复杂的微纳米结构,满足不同应用领域的需求。湖南高精度灰度光刻三维光刻
灰度光刻技术可降低成本和提高生产效率。北京Nanoscribe灰度光刻设备
基于双光子聚合(2PP),一种提供比较高精度和完整设计自由度的增材制造方法和Nanoscribe专有的双光子灰度光刻(2GL)技术,Nanoscribe认为直接激光写入系统是微加工的比较好选择几乎任何,在面积达25cm²的区域上都具有亚微米级精度。Nanoscribe的联合创始人兼首席安全官(CSO)MichaelThiel表示,该公司正在通过其新机器为科学和工业用途的晶圆级高精度微制造设定新标准。“虽然QuantumX已经通过双光子灰度光刻技术推动了平面微光学器件的超快速制造,但我们希望QuantumX形状能够使基于双光子聚合的高精度3D打印成为高效可靠的工具用于研究实验室和工业中的快速原型制作和批量生产。”。北京Nanoscribe灰度光刻设备