设为首页 | 加入收藏 | ENGLISH
首页关于我们科研机构科研团队科研平台研究项目人才培养技术转化招聘公告
当前位置: 首页>>研究资源>>正文

双光子三维飞秒激光直写仪

时间:[2018-12-26]  来源:

(1)设备简介

本研究院所拥有的双光子3D飞秒激光直写仪(PPGT),由nanoscribe公司生产,是目前世界上精度最高的3D飞秒激光直写仪之一,在3D微打印和无光罩光刻领域建立了新的标杆。PPGT能方便快速的打印从纳米到中等尺度的微结构,特征尺寸从几百纳米到几个毫米不等。结合定制的光刻胶和软硬件,该系统可以非常自由方便的设计打印高精度3D微结构,且相对独立的打印过程为3D微结构在转印的过程中的材料选择提供了极大的空间。该设备为2D、2.5D和3D增材制造工艺铺平了道路,在很多领域都具有应用空间。

图1 双光子三维飞秒激光直写仪实景图

(2)工作原理

PPGT通过一整套光学设备,控制聚焦在光刻胶中激光的强度,从而保证光刻胶刚好在焦点相应的位置使光刻胶固化;通过软件控制激光光束焦点在光刻胶中的移动,从而形成所需的结构。其工作原理图如图2所示。

图2 PPGT工作原理图

设备的配件主要包括3个不同倍率的激光镜头,其相应的打印范围如下图3所示:

图3 不同倍率激光镜头的打印范围示意图

(3)主要用途

PPGT主要是通过光刻的方式制造2D、2.5D和3D聚合物结构,特征尺寸从亚微米到毫米尺寸级别。正是由于其超高的精度和极大的设计自由度,使得该设备在很多领域都有广泛的应用,包括生命科学,能源材料,微型机器人,微流控,光电子学等(图4)。

图4 PPGT应用示例

(4)关键参数

  • 电源电压:交流100 V~240V,50/60Hz

  • 最大电流:5A

  • 操作环境温度:22℃(±4℃)

  • 横向特征尺寸:200nm

  • 横向分辨率:50nm

  • 压电范围:300µm×300µm×300µm

  • 激光波长:780nm

  • 激光平均功率:<180mW

  • 激光功率峰值:25kW

  • 脉冲时间:≈100fs

  • 脉冲时间:≈100fs

  • 脉冲频率:80MHz

(5)相关论文

[1] Johlin E, Mann S A, Kasture S, et al. Broadband highly directive 3D nanophotonic lenses[J]. Nature communications, 2018, 9(1): 4742.

[2] Li Z, Hu P, Zhu J, et al. Conjugated Carbazole‐Based Schiff Bases as Photoinitiators: From Facile Synthesis to Efficient Two‐Photon Polymerization[J]. Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry, 2018, 56(23): 2692-2700.

[3] Tancogne‐Dejean T, Diamantopoulou M, Gorji M B, et al. 3D Plate‐Lattices: An Emerging Class of Low‐Density Metamaterial Exhibiting Optimal Isotropic Stiffness[J]. Advanced Materials, 2018: 1803334.

[4] Wang X, Qin X H, Hu C, et al. 3D printed enzymatically biodegradable soft helical microswimmers[J]. Advanced Functional Materials, 2018, 28(45): 1804107.

[5] Gr&auml;fe D, Wickberg A, Zieger M M, et al. Adding chemically selective subtraction to multi-material 3D additive manufacturing[J]. Nature communications, 2018, 9: 2788.

上一条:JPK纳米精准跟踪光镊系统

下一条:动态薄膜干涉仪