科学家们基于Nanoscribe的双光子聚合技术(2PP),发明了GRIN光学微纳制造工艺。这种新的制造技术实现了简单一步操作即可同时控制几何形状和折射率来打印自由曲面光学元件。凭借这种全新的制造工艺,科学家们完成了令人印象深刻的展示制作,打印了世界上特别小的可聚焦可见光的龙勃透镜(15µm直径)。相似于人类眼睛晶状体的梯度,这种球面晶状体的折射率向中心逐渐增加,使其具有独特的聚光特性。Nanoscribe的PhotonicProfessional打印系统可用于将不同折射率的龙勃透镜和其他自由形状的光学组件打印于微孔支架材料上(例如孔状硅材及二氧化硅)。突出特点是不再像常规的双光子聚合(2PP)那样在基体表面进行直写,而是在孔型支架内。通过调整直写激光的曝光参数可以改变微孔支架内材料的聚合量,从而影响打印材料的有效折射率。采用全新SCRIBE技术(通过激光束曝光控制的亚表面折射率)可以在保证亚微米级别的空间分辨率同时,对折射率的调节范围甚至超过0.3。Nanoscribe于2018年推出了用于微加工和无掩模光刻的Photonic Professional GT2 3D打印机。山东高分辨率3D打印PPGT

Nanoscribe称,QuantumX是世界上**基于双光子灰度光刻技术(two-photongrayscalelithography,2GL)的工业系统,目前该技术正在申请专利。2GL将灰度光刻技术与Nanoscribe的双光子聚合技术相结合,可生产折射和衍射微光学以及聚合物母版的原型。多层衍射光学元件(diffractiveopticalelement,DOE)可以通过在扫描平面内调制激光功率来完成,从而减少多层微制造所需的打印时间。Nanoscribe表示,折射微光学也受益于2GL工艺的加工能力,可制作单个光学元件、填充因子高达100%的阵列,以及可以在直接和无掩模工艺中实现各种形状,如球面和非球面透镜。QuantumX的软件能实时控制和监控打印作业,并通过交互式触摸屏控制面板进行操作。为了更好地管理和安排用户的项目,打印队列支持连续执行一系列打印作业。该软件有程序向导,可在一开始就指导设计师和工程师完成打印作业,并能够接受任意光学设计的灰度图像。例如,可接受高达32位分辨率的BMP、PNG或TIFF文件,以便使用Nanoscribe的QuantumX进行直接制造。上海双光子3D打印微纳光刻双光子聚合3D打印技术的带领者UpNano公司成功地利用其NanoOne打印机制造出了所需的厘米范围内的测试样件。

由欧盟委员会及欧盟“地平线2020“计划(Horizon2020)资助的HandheldOCT项目于2020年初正式启动。祝贺Nanoscribe成为该项目成员之一。这个由多所大学,研究机构以及公司的科学家们和工程师们所组成的联合项目致力于开发一种用于眼科检查的便携式可移动成像设备。基于低成本和小型化特点的集成光子芯片技术,该项目有望将光学相干断层扫描(OCT)从局限的眼科临床应用带入更广的眼科护理移动应用中来。由维也纳医科大学牵头的HandheldOCT研究项目旨在运用成熟的光学相干断层扫描成像技术(OCT),来实现便携式现场即时眼科护理检查。预计此款正在开发的具备先进技术和成本效应的便携式集成光子芯片技术OCT成像设备将用于诊断和监测多种眼部疾病,例如,老年性黄斑病变、糖尿病性视网膜病变以及青光眼,这些疾病在世界范围内都是导致失明的主要因素。该便携式设备将会在维也纳总医院进行测试以验证其在眼科诊断的效果。
为了进一步提升技术先进性,科研人员又在新材料研发的过程中发现了巨大的潜力。一方面,利用SCRIBE新技术的情况下,高折射率的光刻胶可进一步拓展对打印结构的光学性能的调节度。另一方面,低自发荧光的可打印材料非常适用于生物成像领域。Nanoscribe公司的IP系列光刻胶,例如具有高折射率的IP-n162和具有生物相容性和低自发荧光的IP-Visio已经为接下来的研究提供了进一步的可能。为了证明SCRIBE新技术的巨大潜力,科研人员打印了众多令人瞩目的光学组件,例如已经提到的龙勃透镜。此外科研人员还打印了消色差双合透镜(如图示)。通过色散透镜聚焦的光因波长不同焦点位置也不尽相同。通过组合不同折射率的透镜可帮助降低透镜的色差。在给出的例子中,成像中的荧光强度和折射率高度相关,同时将打印的双透镜中的每个单独透镜可视化。更多关于Nanoscribe微纳米3D打印设备的信息,请咨询Nanoscribe中国分公司纳糯三维科技(上海)有限公司。

高精度的增材制造可打印出顶端的折射微纳光学元件。得益于Nanoscribe双光子灰度光刻技术所具有的设计自由度和光学质量的特点,您可以进行几乎任何形状,包括球形,非球形或者自由曲面和混合的创新设计。另外,Nanoscribe双光子聚合技术所具有的高设计自由度,可以在各种预先构图的基板上实现波导和混合折射衍射光学器件等3D微纳加工制作。结合Nanoscribe公司的高精度定位系统,可以按设计需要精确地集成复杂的微纳结构。由Nanoscribe研发的IP系列光刻胶是用于特别高分辨率微纳3D打印的标准材料。所打印的亚微米级别分辨率器件具有特别高的形状精度,属于目前市场上易于操作的“负胶”。IP树脂作为高效的打印材料,是Nanoscribe微纳加工解决方案的基本组成部分之一。我们提供针对优化不同光刻胶和应用领域的高级配套软件,从而简化3D打印工作流程并加快科研和工业领域的设计迭代周期,包括仿生表面,微光学元件,机械超材料和3D细胞支架等。Nanoscribe公司于2018年底推出了全新的微纳3D打印系统。德国工业级3D打印无掩膜光刻
现阶段,3D打印是传统制造的重要补充,属于产业增强。山东高分辨率3D打印PPGT
双光子聚合(2PP)是一种可实现比较高精度和完全设计自由度的增材制造方法。而作为同类比较好的3D微加工系统QuantumXshape具有下列优异性能:首先,在所有空间方向上低至100纳米的特征尺寸控制,适用于纳米和微米级打印;其次制作高达50毫米的目标结构,适用于中尺度打印。高速3D微纳加工系统QuantumXshape可实现出色形状精度和高精度制作。这种高质量的打印效果是结合了特别先进的振镜系统和智能电子系统控制单元的结果,同时还离不开工业级飞秒脉冲激光器以及平稳坚固的花岗岩操作平台。QuantumXshape具有先进的激光焦点轨迹控制,可操控振镜加速和减速至比较好扫描速度,并以1MHz调制速率动态调整激光功率。QuantumXshape带有独特的自动界面查找功能,可以以低至30纳米的精度检测基板表面。这种在比较高扫描速度下的纳米级精度体现,再加上自校准程序,可在特别短的时间内实现可靠和准确的打印,为3D微纳加工树立了新榜样。这些优异的性能使QuantumXshape成为快速原型制作和应用于微纳光学、微流体、材料表面工程、MEMS等其他领域中晶圆级规模生产的理想工具。山东高分辨率3D打印PPGT