科學家們基于Nanoscribe的雙光子聚合技術(2PP),發明了GRIN光學微納制造工藝。這種新的制造技術實現了簡單一步操作即可同時控制幾何形狀和折射率來打印自由曲面光學元件。憑借這種全新的制造工藝,科學家們完成了令人印象深刻的展示制作,打印了世界上特別小的可聚焦可見光的龍勃透鏡(15μm直徑)。相似于人類眼睛晶狀體的梯度,這種球面晶狀體的折射率向中心逐漸增加,使其具有獨特的聚光特性。Nanoscribe的PhotonicProfessional打印系統可用于將不同折射率的龍勃透鏡和其他自由形狀的光學組件打印于微孔支架材料上(例如孔狀硅材及二氧化硅)。突出特點是不再像常規的雙光子聚合(2PP)那樣在基體表面進行直寫,而是在孔型支架內。通過調整直寫激光的曝光參數可以改變微孔支架內材料的聚合量,從而影響打印材料的有效折射率。采用全新SCRIBE技術(通過激光束曝光控制的亞表面折射率)可以在保證亞微米級別的空間分辨率同時,對折射率的調節范圍甚至超過0.3。短期看,3D打印是傳統制造的補充,而不是替代。遼寧微納3D打印

QuantumXshape作為理想的快速成型制作工具,可實現通過簡單工作流程進行高精度和高設計自由度的制作。作為2019年推出的頭一臺雙光子灰度光刻(2GL®)系統QuantumX的同系列產品,QuantumXshape提升了3D微納加工能力,即完美平衡精度和速度以實現高精度增材制造,以達到高水平的生產力和打印質量。總而言之,工業級QuantumX打印系統系列提供了從納米到中觀尺寸結構的非常先進的微制造工藝,適用于晶圓級批量加工。作為全球頭一臺雙光子灰度光刻激光直寫系統,QuantumX可以打印出具有出色形狀精度和光學質量表面的高精度微納光學聚合物母版,可適用于批量生產的流水線工業程序,例如注塑,熱壓花和納米壓印等加工流程,從而拓展微納加工工業領域的應用。2GL與這些批量生產流水線工業程序的結合得益于新技術的亞微米分辨率和靈活性的特點,同時縮短創新微納光學器件(如衍射和折射光學器件)的整體制造時間。天津高分辨率3D打印三維微納米加工系統隨著3D打印技術的不斷進步,微納3D打印的出現,完美的解決了這個問題。

為了探索待測物微納米表面形貌,探針掃描成像技術一直是理論研究和實驗項目。然而,由于掃描探針受限于傳統加工工藝,在組成材料和幾何構造等方面在過去幾十年中沒有明顯的研究進展,這也限制了基于力傳感反饋的測量性能。如何減少甚至避免因此帶來的柔軟樣品表面的形變,以實現對原始表面的精確成像一直是一個重要議題。Nanoscribe公司的系列產品是基于雙光子聚合原理的高精度微納3D打印系統,雙光子聚合技術是實現微納尺度3D打印有效的技術,其打印物體的特別小特征尺寸可達亞微米級,并可達到光學質量表面的要求。NanoscribePhotonicProfessionalGT2使用雙光子聚合(2PP)來產生幾乎任何3D形狀:晶格、木堆型結構、自由設計的圖案、順滑的輪廓、銳利的邊緣、表面的和內置倒扣以及橋接結構。PhotonicProfessionalGT2結合了設計的靈活性和操控的簡潔性,以及普遍的材料-基板選擇。因此,它是一個理想的科學儀器和工業快速成型設備,適用于多用戶共享平臺和研究實驗室。
光學和光電組件的小型化對于實現數據通信和電信以及傳感和成像的應用至關重要。通過傳統的微納3D打印來制作自由曲面透鏡等其他新穎設計會有分辨率不足和光學質量表面不達標的缺陷,但是利用雙光子聚合原理則可以完美解決這些問題。該技術不光可以用于在平面基板上打印微納米部件,還可以直接在預先設計的圖案和拓撲上精確地直接打印復雜結構,包括光子集成電路,光纖頂端和預制晶片等。Nanoscribe雙光子聚合技術所具有的高設計自由度,可以在各種預先構圖的基板上實現波導和混合折射衍射光學器件等3D微納加工制作。結合Nanoscribe公司的高精度定位系統,可以按設計需要精確地集成復雜的微納結構。3D打印技術可以根據個人需求進行個性化定制,制造出符合個人喜好的產品,如定制化的義肢、牙齒等。

俄亥俄州代頓的美國空軍技術學院的科研人員開發了新一代的基于光纖的傳感器,其部件可實現動態旋轉。他們使用**支撐結構一步打印了智能化的3D微鉸鏈和可活動部件。這種巧妙的設計和3D打印策略使優化的傳感器(例如具有更高靈敏度的Fabry-Pérot傳感器)和新型傳感器(例如光纖上的3D打印轉子)能應用于流量測量。Fabry-Pérot腔可能是很受歡迎的基于光纖的微型傳感器。傳感器的響應基于在腔體內部分反射表面之間循環的單色光的干涉。腔體光程的**小變化都會導致傳感器輸出的干涉發生變化。靈敏度隨著腔內界面的反射率而增加。腔體中捕獲的光越多,光譜響應就越清晰,即體現在更高的品質因子。微納尺度3D打印能批量復制微小結構,制造出真正處于微觀級別的器件,實現了一般3D打印無法企及的精度。浙江科研3D打印無掩膜激光直寫
在建筑領域,3D打印技術用于打印建筑模型和結構部件,提高了建筑設計的精度和效率。遼寧微納3D打印
Nanoscribe的PhotonicProfessional設備可用于將不同折射率的龍勃透鏡和其他自由形狀的光學組件打印于微孔支架材料上(例如孔狀硅材及二氧化硅)。突出特點是不再像常規的雙光子聚合(2PP)那樣在基體表面進行直寫,而是在孔型支架內。通過調整直寫激光的曝光參數可以改變微孔支架內材料的聚合量,從而影響打印材料的有效折射率。采用全新SCRIBE技術(通過激光束曝光控制的亞表面折射率)可以在保證亞微米級別的空間分辨率同時,對折射率的調節范圍甚至超過0.3。為了證明SCRIBE新技術的巨大潛力,科研人員打印了眾多令人矚目的光學組件,例如已經提到的龍勃透鏡。此外科研人員還打印了消色差雙合透鏡(如圖示)。通過色散透鏡聚焦的光因波長不同焦點位置也不盡相同。通過組合不同折射率的透鏡可幫助降低透鏡的色差。在給出的例子中,成像中的熒光強度和折射率高度相關,同時將打印的雙透鏡中的每個單獨透鏡可視化。遼寧微納3D打印