双光子3D打印
●交期:7天
加工能力:
●光刻胶的折射率:
●特征尺寸:横向200纳米,纵向400纳米
●深宽比:5:1。
●最大尺寸:500um*500um
●最大高度:100um
●基板:玻璃/光纤/其他光滑基底
●打印形状:微针,微透镜,光纤端面结构,衍射结构,其他微纳结构
支持的胶水:IP-S,IP-DIP,IP-PDMS
国产胶水:
基本原理:
双光子3D打印(Two-Photon Polymerization, TPP)是一种先进的光刻技术,利用双光子吸收效应,通过高精度激光聚焦在光敏材料中形成三维微纳结构。以下是双光子3D打印的基本原理、工艺流程、应用场景、优点和刻蚀精度的详细介绍:
双光子3D打印利用飞秒激光(通常是近红外光)聚焦在光敏材料上,通过双光子吸收效应引发聚合反应:
1. 双光子吸收:在光敏材料中,两个光子同时被一个分子吸收,激发电子跃迁到更高能态,引发化学反应。
2. 聚合反应:在光敏材料中,激发的分子引发单体聚合反应,形成固态的聚合物。
3. 高分辨率:由于双光子吸收仅在激光焦点处发生,能量集中在极小体积内,可以形成高分辨率的三维结构。
设备介绍:
●品牌:Nanoscribe
●系列:Photonics Pro GT2
●最小XY特征尺寸:典型为160 nm;指定为200 nm*
●最精确的XY分辨率:典型值为400 nm;指定值为500 nm*
●最精确的垂直分辨率:典型值为1,000纳米;指定值为1,500纳米*
工艺流程:
1. 光敏材料准备:选择并制备适当的光敏材料,如光敏树脂,涂覆或填充在基底上。
2. 激光聚焦:通过显微镜物镜将飞秒激光聚焦到光敏材料内部的特定位置。
3. 图案设计:通过计算机控制三维运动平台,按预定图案移动激光焦点,逐层扫描曝光。
4. 聚合反应:激光焦点处的材料发生聚合反应,形成固态结构。
5.未反应材料去除:曝光完成后,将未聚合的光敏材料洗掉,仅保留固化的三维结构。
应用场景:
双光子3D打印广泛应用于以下领域:
微机电系统(MEMS):用于制作高精度的微结构和微器件。
生物医学工程:如组织工程支架、微流控芯片和仿生结构的制作。
光子学:如光子晶体、光学器件和波导的制作。
材料科学:用于研究新材料和纳米结构。
优点:
超高分辨率:能够实现亚微米级甚至纳米级分辨率,适用于复杂微纳结构的制作。
三维自由度**:能够在三维空间内任意位置聚焦,制作复杂的三维结构。
材料多样性:适用于多种光敏材料,包括有机和无机材料。
非接触加工:无需物理掩膜或模具,减少了加工过程中的损伤和污染。
刻蚀精度:
双光子3D打印的刻蚀精度非常高,具体取决于以下因素:
-激光波长和脉宽:短波长和超短脉宽的激光能够提供更高的分辨率。
光敏材料特性:高灵敏度和高分辨率的光敏材料有助于实现更细微的结构。
聚焦光斑尺寸:通过高数值孔径(NA)的物镜可以实现更小的聚焦光斑尺寸。
扫描精度:高精度的三维运动平台能够确保激光焦点的准确定位,避免误差积累。
总体而言,双光子3D打印是一种高精度、高分辨率的微纳加工技术,适用于制作复杂的三维微结构,广泛应用于生物医学、微电子、光子学等领域。其独特的双光子吸收效应使其能够在三维空间内自由构建,成为纳米制造技术的重要工具。