科學家們基于Nanoscribe的雙光子聚合技術(2PP),發(fā)明了GRIN光學微納制造工藝。這種新的制造技術實現(xiàn)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(tǒng)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(guī)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(shù)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(jié)范圍甚至超過0.3。Nanoscribe的技術在微電子、生物醫(yī)學、光學等領域有著廣泛的應用,為各行各業(yè)帶來了創(chuàng)新和突破。江蘇2PPNanoscribe技術
對于光纖上打印的SERS探針,研究人員必須克服幾個制造上的挑戰(zhàn)。首先,他們設計了一個定制的光纖支架,可以在光纖的切面上打印。然后,打印的物體必須與光纖的重點部分完全對齊,以激發(fā)制造的拉曼熱點。剩下的一個挑戰(zhàn),特別是對于像單體陣列這樣的絲狀結構,是對可能傾斜的基材表面的補償。光纖傾斜的基材表面導致SERS活性微結構的產量很低。為了推動光學領域的創(chuàng)新以及在醫(yī)療設備的應用和光學傳感的發(fā)展,例如光纖SERS探頭,Nanoscribe近期推出了新的3D打印系統(tǒng)QuantumXalign。憑借其專有的在光纖上的打印設置和在所有空間方向上的傾斜校正,新的3D打印系統(tǒng)可能已經為在光纖上打印SERS探針的挑戰(zhàn)提供了答案,并為進一步改進和新的創(chuàng)新奠定了基礎。北京微納米Nanoscribe中國Nanoscribe IP 系列光刻膠系列是用于高分辨率微納加工的聚合物打印材料。
光學和光電組件的小型化對于實現(xiàn)數(shù)據(jù)通信和電信以及傳感和成像的應用至關重要。通過傳統(tǒng)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(xiàn)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(tǒng),可以按設計需要精確地集成復雜的微納結構。
光子集成電路(PhotonicIntegratedCircuit,PIC)與電子集成電路類似,但不同的是電子集成電路集成的是晶體管、電容器、電阻器等電子器件,而光子集成電路集成的是各種不同的光學器件或光電器件,比如激光器、電光調制器、光電探測器、光衰減器、光復用/解復用器以及光放大器等。集成光子學可較廣地應用于各種領域,例如數(shù)據(jù)通訊,激光雷達系統(tǒng)的自動駕駛技術和YL領域中的移動感應設備等。而光子集成電路這項關鍵技術,尤其是微型光子組件應用,可以很大程度縮小復雜光學系統(tǒng)的尺寸并降低成本。光子集成電路的關鍵技術還在于連接接口,例如光纖到芯片的連接,可以有效提高集成度和功能性。類似于這種接口的制造非常具有挑戰(zhàn)性,需要權衡對準、效率和寬帶方面的種種要求。針對這些困難,科學家們提出了寬帶光纖耦合概念,并通過Nanoscribe的雙光子微納3D打印設備而制造的3D耦合器得以實現(xiàn)。使用Nanoscribe的3D微加工技術并配合其新型研發(fā)的IP-Visio光刻膠,可以打印極其復雜的3D微支架。
Nanoscribe公司推出針對微光學元件(如微透鏡、棱鏡或復雜自由曲面光學器件)具有特殊性能的新型打印材料,IP-n162光刻膠。全新光敏樹脂材料具有高折射率,高色散和低阿貝數(shù)的特性,這些特性對于3D微納加工創(chuàng)新微光學元件設計尤為重要,尤其是在沒有旋轉對稱性和復合三維光學系統(tǒng)的情況下。由于在紅外區(qū)域吸收率不高,因此光敏樹脂成為了紅外微光學的優(yōu)先,同時也是光通訊、量子技術和光子封裝等需要低吸收損耗應用的相當好的選擇。全新IP-n162光刻膠是為基于雙光子聚合技術的3D打印量身定制的打印材料。高折射率材料可實現(xiàn)具有高精度形狀精度的創(chuàng)新微光學設計,并將高精度微透鏡和自由曲面3D微光學提升到一個新的高度。由于其光學特性,高折射率聚合物可促進許多運用突破性技術的各種應用,例如光電應用中,他們可以增加顯示設備、相機或投影儀鏡頭的視覺特性。此外,這些材料在3D微納加工技術應用下可制作更高階更復雜更小尺寸的3D微光學元件。例如圖示中可應用于微型成像系統(tǒng),內窺鏡和AR/VR3D感測的微透鏡。德國Nanoscribe公司的雙光子聚合技術的3D打印設備為亞微尺度和納尺度結構制造提供了有效的解決方案。江蘇2PPNanoscribe技術
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Nanoscribe的PhotonicProfessionalGT2雙光子無掩模光刻系統(tǒng)的設計多功能性配合打印材料的多方面選擇性,可以實現(xiàn)微機械元件的制作,例如用光敏聚合物,納米顆粒復合物,或水凝膠打印的遠程操控可移動微型機器人,并可以選擇添加金屬涂層。此外,微納米器件也可以直接打印在不同的基材上,甚至可以直接打印于微機電系統(tǒng)(MEMS)。雙光子灰度光刻技術可以一步實現(xiàn)真正具有出色形狀精度的多級衍射光學元件(DOE),并且滿足DOE納米結構表面的橫向和縱向分辨率達到亞微米量級。由于需要多次光刻,刻蝕和對準工藝,衍射光學元件(DOE)的傳統(tǒng)制造耗時長且成本高。而利用增材制造即可簡單一步實現(xiàn)多級衍射光學元件,可以直接作為原型使用,也可以作為批量生產母版工具。江蘇2PPNanoscribe技術