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双光子灰度光刻敬请咨询Nanoscribe中国分公司-纳糯三维科技(上海)有限公司。吉林Nanoscribe灰度光刻

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。作为全球头一台双光子灰度光刻激光直写系统,QuantumX可以打印出具有出色形状精度和光学质量表面的高精度微纳光学聚合物母版,可适用于批量生产的流水线工业程序,例如注塑,热压花和纳米压印等加工流程,从而拓展微纳加工工业领域的应用。2GL与这些批量生产流水线工业程序的结合得益于新技术的亚微米分辨率和灵活性的特点,同时缩短创新微纳光学器件(如衍射和折射光学器件)的整体制造时间。吉林Nanoscribe灰度光刻双光子灰度光刻技术3D printing by 2GL®是⼀种基于2PP的 全新三维微加工技术。

Nanoscribe成立于2007年,总部位于德国卡尔斯鲁厄,拥有卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)的技术背景和卡尔蔡司公司的支持。经过十几年的不断研究和成长,Nanoscribe已成为微纳米生产的先驱和3D打印市场的带领者,推动着诸如力学超材料,微纳机器人,再生医学工程,微光学等创新领域的研究和发展,并提供优化制程方案。全新的QuantumX无掩模光刻系统能够数字化制造高精度2维和。作为世界上头一个双光子灰度光刻系统,在充分满足设计自由的同时,一步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。PhotonicProfessionalGT2是全球精度排名头一位的3D微纳打印机。该设备将双光子聚合的极高精度技术特点与跨尺度的微观3D打印完美结合,适合用于纳米、微米、中尺度以及厘米级别的快速成型。
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QuantumXalign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QuantumXalign系统的标配。相比于传统的二进制光刻技术,灰度光刻技术可以更高效地利用光刻胶,降低成本。

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。”。灰度光刻技术将灰度光刻的性能与双光子聚合的精确性和灵活性结合。吉林Nanoscribe灰度光刻
灰度光刻技术具有广泛的应用领域。吉林Nanoscribe灰度光刻
这种设计策略不仅可用于改进现有的传感器,该项目还旨在展示具有动态移动部件的新型传感器概念的可行性。在第二种设计中,研究人员在一根光纤的端面3D打印了一个微型转子。从转子上反射出的光脉冲可以被读取,因此该传感器可以被用于分析流速。FabryPérot传感器进行温度和折射率感应的测试装置图。图片:资料来源见本文下方。通过动态可旋转的3D微纳加工概念,研究人员展示了智能设计如何改进现有的传感器,并为整个新的微型化传感器概念铺平道路的能力。吉林Nanoscribe灰度光刻