微透鏡陣列對表面質(zhì)量和形貌要求比較高,因此對制備工藝提出了很嚴(yán)格的要求??蒲腥藛T提出了許多方法來實(shí)現(xiàn)具有高表面質(zhì)量的微透鏡陣列的高效制備,比如針對柔性材料的熱壓印成型方法實(shí)現(xiàn)了大面積微透鏡陣列;利用灰度光刻工藝和轉(zhuǎn)印方法在柔性的聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)襯底上實(shí)現(xiàn)了微透鏡陣列;利用光刻和熱回流方式實(shí)現(xiàn)了基于聚二甲基硅氧烷材料的微透鏡陣列等。上述方法可以實(shí)現(xiàn)具有較高表面質(zhì)量的微透鏡陣列,但通常需要使用復(fù)雜的工藝和步驟。此外,這些微透鏡基質(zhì)通常為軟質(zhì)材料,材料本身的機(jī)械抗性和耐酸堿的能力比較差。相對而言,透明硬脆材料例如石英、藍(lán)寶石等由于其極高的硬度和極強(qiáng)的化學(xué)穩(wěn)定性,在光學(xué)窗口、光學(xué)元件等方面的應(yīng)用更加廣。因此,如何制備具有高表面質(zhì)量的透明硬脆材料微透鏡陣列等微光學(xué)元件成為研究人員研究的焦點(diǎn)。雙光子灰度光刻技術(shù)將灰度光刻的高性能與雙光子聚合的精確性和靈活性完美結(jié)合。廣東雙光子灰度光刻3D光刻
近年來,利用雙光子聚合對聚合物類傳統(tǒng)光刻膠的3D飛秒激光打印技術(shù)已日臻成熟,其高精度、高度可設(shè)計(jì)性和維度可控性已經(jīng)在平行技術(shù)中排名在前。與此同時(shí),如何更有效地將微納結(jié)構(gòu)功能化,也逐漸成為各種微納加工技術(shù)的研究重點(diǎn)。在現(xiàn)階段,對于3D飛秒激光打印技術(shù)而言,具體來說就是利用其加工的高度可設(shè)計(jì)性來實(shí)現(xiàn)微納結(jié)構(gòu)的功能化和芯片化,并使這些結(jié)構(gòu)能夠更好地集成器件,從而達(dá)到理想的應(yīng)用目的。微凹透鏡陣列結(jié)構(gòu)是光學(xué)器件中的一種常見組件,具有較強(qiáng)的聚焦和成像能力。以往制備此類結(jié)構(gòu)的方法有熱回流、灰度光刻、干法刻蝕和注射澆鑄等。受加工手段的限制,傳統(tǒng)的微透鏡陣列往往是在1個(gè)平板襯底上加工出一系列相同尺寸的凹透鏡結(jié)構(gòu),這樣的1組微透鏡陣列無法將1個(gè)平面物體聚焦至1個(gè)像平面上,會(huì)產(chǎn)生場曲。在商業(yè)生產(chǎn)中,為了消除場曲這種光學(xué)像差,只能在后續(xù)光路中引入場鏡組來進(jìn)行校正,從而增加了器件復(fù)雜度和成本。如果采用3D飛秒激光打印來加工微凹透鏡陣列即可通過設(shè)計(jì)一系列具有漸變深度的微凹透鏡單元直接消除場曲。廣東雙光子灰度光刻3D光刻關(guān)于雙光子聚合(2PP)和雙光子灰度光刻(2GL ?)的問題,咨詢請致電Nanoscribe中國分公司-納糯三維。
Nanoscribe的PhotonicProfessionalGT2雙光子無掩模光刻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)多功能性配合打印材料的多方面選擇性,可以實(shí)現(xiàn)微機(jī)械元件的制作,例如用光敏聚合物,納米顆粒復(fù)合物,或水凝膠打印的遠(yuǎn)程操控可移動(dòng)微型機(jī)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(jī)電系統(tǒng)(MEMS)。微米級(jí)增材制造能夠突破傳統(tǒng)微納光學(xué)設(shè)計(jì)的上限,借助Nanoscribe雙光子聚合技術(shù)的出色的性能,可以輕松實(shí)現(xiàn)球形,非球形,自由曲面或復(fù)雜3D微納光學(xué)元件制作,并具備出色的光學(xué)質(zhì)量表面和形狀精度。雙光子灰度光刻技術(shù)可以一步實(shí)現(xiàn)真正具有出色形狀精度的多級(jí)衍射光學(xué)元件(DOE),并且滿足DOE納米結(jié)構(gòu)表面的橫向和縱向分辨率達(dá)到亞微米量級(jí)。由于需要多次光刻,刻蝕和對準(zhǔn)工藝,衍射光學(xué)元件(DOE)的傳統(tǒng)制造耗時(shí)長且成本高。而利用增材制造即可簡單一步實(shí)現(xiàn)多級(jí)衍射光學(xué)元件,可以直接作為原型使用,也可以作為批量生產(chǎn)母版工具。
Nanoscribe雙光子灰度光刻系統(tǒng)QuantumX,Nanoscribe的全球頭一次創(chuàng)建的工業(yè)級(jí)雙光子灰度光刻無掩模光刻系統(tǒng)QuantumX,適用于制造微光學(xué)衍射以及折射元件。Nanoscribe的全球頭一次創(chuàng)作工業(yè)級(jí)雙光子灰度光刻無掩模光刻系統(tǒng)QuantumX,適用于制造微光學(xué)衍射以及折射元件。利用Nanoscribe的雙光子聚合微納3D打印技術(shù),斯圖加特大學(xué)和阿德萊德大學(xué)的研究人員聯(lián)手澳大利亞醫(yī)學(xué)研究中心的科學(xué)家們新研發(fā)的微型內(nèi)窺鏡。將12050微米直徑的微光學(xué)器件直接打印在光纖上,構(gòu)建了一款功能齊全的超薄像差校正光學(xué)相干斷層掃描探頭。這是迄今有報(bào)道的尺寸低值排名優(yōu)先的自由曲面3D成像探頭,包括導(dǎo)管鞘在內(nèi)的直徑只為mm。更多灰度光刻技術(shù),歡迎您致電Nanoscribe中國分公司-納糯三維科技(上海)有限公司。
灰度光刻的就是利用灰度光刻掩膜版(掩膜接觸式光刻)或者計(jì)算機(jī)控制激光束或者電子束劑量從而達(dá)到在某些區(qū)域完全曝透,而某些區(qū)域光刻膠部分曝光,從而在襯底上留下3D輪廓形態(tài)的光刻膠結(jié)構(gòu)。微透鏡陣列也是類似,可以通過劑量分布的控制來控制其輪廓形態(tài)。需要注意,灰度光刻方法獲得的微透鏡陣列的表面粗糙度相比于熱回流和噴墨法獲得的透鏡要大的多,約為Ra=100nm,前兩者可以會(huì)的Ra=50nm的球面。微納3D打印與灰度光刻有點(diǎn)類似,但是原理不同,我們常見的微納3D打印技術(shù)是雙光子聚合和微納金屬3D打印技術(shù),利用該技術(shù)我們理論上可以獲得任意想要的結(jié)構(gòu),不光是微透鏡陣列結(jié)構(gòu)(如下圖5所示),該方法的優(yōu)勢是可以完全按照設(shè)計(jì)獲得想要的結(jié)構(gòu),對于雙光子聚合的微結(jié)構(gòu),我們需要通過LIGA工藝獲得金屬模具,但是對于微納金屬3D打印獲得的微納米結(jié)構(gòu)可以直接進(jìn)行后續(xù)的復(fù)制工作,并通過納米壓印技術(shù)進(jìn)行復(fù)制。Nanoscribe中國分公司-納糯三維科技(上海)有限公司邀您一起探討雙光子灰度光刻系統(tǒng)。廣東雙光子灰度光刻3D光刻
微納3D打印和灰度光刻技術(shù)有什么區(qū)別?廣東雙光子灰度光刻3D光刻
現(xiàn)代光電設(shè)備在系統(tǒng)的復(fù)雜化與小型化得到了巨大改進(jìn)。一種應(yīng)用需求為使用定制的透鏡陣列來準(zhǔn)直和投射來自線性排列的邊緣發(fā)射激光二極管以形成復(fù)合激光線。消費(fèi)類相機(jī)和投影模塊中的微型光學(xué)元件通常需要多個(gè)元件才能滿足性能規(guī)格。復(fù)雜的組裝對于需要組合成具有微米間距的線性陣列提出了額外的挑戰(zhàn)。塑料模型元件可以提供特殊的曲率需求,盡管可用的折射率會(huì)導(dǎo)致高度彎曲的表面產(chǎn)生球面像差,從而抑制準(zhǔn)直性能。硅灰度光刻技術(shù)可以在單個(gè)高折射率表面上實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的透鏡形狀,同時(shí)還可以在多個(gè)孔之間提供精確的對準(zhǔn)和間距。多孔徑透鏡陣列設(shè)計(jì)用于沿快軸準(zhǔn)直激光,并在慢軸上提供±3°發(fā)散角。陣列中的每個(gè)元素還包含偏心和衍射項(xiàng),以偏置主光線角并與發(fā)散的光錐重疊以形成連續(xù)的激光線。廣東雙光子灰度光刻3D光刻