Nanoscribe雙光子灰度光刻2GL微尺寸3D打印技術(shù)：精度更高，速度更快

2023年11月14日，南極熊獲悉，BICO 公司Nanoscribe推出了一種新穎的 3D 微加工技術(shù)——雙光子灰度光刻(2GL)打印技術(shù)。該技術(shù)將雙光子聚合 (2PP) 的高分辨率與獨(dú)特的專利體素調(diào)整工藝相結(jié)合，大量減少打印層數(shù)，使 2GL 成為最快的基于 2PP 的3D 打印技術(shù)，具有無(wú)與倫比的形狀精度和卓越的打印質(zhì)量。它為新的應(yīng)用開(kāi)創(chuàng)了道路，例如在更短的打印時(shí)間內(nèi)制造質(zhì)量明顯更高、更加精細(xì)的微光學(xué)系統(tǒng)。3D 灰度打印現(xiàn)在作為 Quantum Xalign 的一項(xiàng)新功能提供。

△由 Printoptix 設(shè)計(jì)并由 Nanoscribe 制造的鏡頭

Nanoscribe 的Quantum X 平臺(tái)擁有雙光子灰度光刻專利技術(shù)，可用于光學(xué)級(jí) 2D 和 2.5D 微結(jié)構(gòu)的增材制造，是工業(yè)制造和微光學(xué)掌握的領(lǐng)先解決方案。現(xiàn)在，Nanoscribe通過(guò)引入 2GL 3D 打印，將體素調(diào)整技術(shù)帶入三維世界，作為QuantumX Align的Aligned Two-Photon Lithography（A2PL）功能的重要補(bǔ)充。

△3D 打印的 Benchy 船。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。兩個(gè)部件以完全相同的切片距離打印，從而只需要相同的打印時(shí)間。然而，使用2GL，沒(méi)有切片步驟，并且 Benchy 船的真實(shí)形狀被揭示，沒(méi)有任何與體素相關(guān)的失真。

△使用極具競(jìng)爭(zhēng)力的 2PP 系統(tǒng)（左）和 2GL 3D 打印（右）進(jìn)行 3D 打印的 Benchy 船的速度比較。為了獲得盡可能高的打印質(zhì)量，2PP 打印船的切片距離設(shè)置為 0.1 μm（“精細(xì)”）。相比之下，同一個(gè)物體是通過(guò)2GL（“灰度”）進(jìn)行 3D 打印的，其切片明顯更粗糙，為 1 μm，導(dǎo)致打印時(shí)間縮短了 10 倍。

精度和準(zhǔn)確度

打印過(guò)程依賴于激光功率的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)制，同時(shí)以最高速度掃描。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 的 3D 打印可保證完美的光學(xué)級(jí)表面和最精細(xì)的亞微米特征，沒(méi)有任何切片步驟或形狀扭曲，只是任何 3D 打印設(shè)計(jì)的真實(shí)形狀。

吞吐量提高高達(dá) 60 倍

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（取決于設(shè)計(jì)，與相同的打印質(zhì)量相比）時(shí)，其吞吐量是替代雙光子光刻系統(tǒng)的 10 至 60 倍。

光子應(yīng)用

2GL 的3D 打印推進(jìn)了微光學(xué)制造和光子學(xué)封裝領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步。Nanoscribe的Quantum X與其配備了這種新的打印技術(shù)的Aligned 2-Photon Lithography A2PL相結(jié)合，同時(shí)支持nanoPrintX先進(jìn)的對(duì)準(zhǔn)軟件。

Quantum X align技術(shù)是針對(duì)打印微型光學(xué)元件進(jìn)行了優(yōu)化，具有最高的放置精度，并在光纖和光子芯片上自動(dòng)對(duì)齊。憑借全新水平的制造質(zhì)量和速度，2GL 3D 打印為推進(jìn)自由空間微光耦合 (FSMOC) 的工業(yè)化鋪平了道路，作為用于光子學(xué)封裝和集成的高度穩(wěn)健且高效的光耦合解決方案。