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雙光子微納米3D打印機(jī)百科小知識(shí)
一、應(yīng)用原理：
(1)雙光子光刻(TPL)是一種微加工技術(shù)，利用聚合速率對(duì)輻照光強(qiáng)度的非線性依賴性來(lái)產(chǎn)生真實(shí)的三維結(jié)構(gòu)，其特征尺寸超過(guò)衍射極限。
(2)浸筆納米光刻(DPN)、電子束光刻(EBL)、直接激光寫(xiě)入(DLW)和電流體動(dòng)力噴射印刷(EHD)是獲得高分辨率制造結(jié)構(gòu)的一些有前途的技術(shù)。
(3)聚合速率對(duì)光強(qiáng)的二次依賴性實(shí)現(xiàn)了三維空間分辨率，其精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于單光子過(guò)程。
(4)樹(shù)脂同時(shí)吸收兩個(gè)光子的能力，有助于激光束繞過(guò)通常的衍射極限，在該技術(shù)中起著重要作用。
二、發(fā)展背景：激光已被證明是在小長(zhǎng)度尺度上制造復(fù)雜結(jié)構(gòu)的強(qiáng)大工具。20世紀(jì)90年代初觀察到的飛秒激光與物質(zhì)的相互作用與長(zhǎng)脈沖或連續(xù)波激光與物質(zhì)之間的相互作用有著顯著的不同。當(dāng)材料暴露于飛秒激光束時(shí)，功率密度非常高，激光與物質(zhì)的相互作用時(shí)間非常短，導(dǎo)致光子能量快速轉(zhuǎn)移。
三、作用分析：
(1)提高掃描速度可以通過(guò)二維振鏡掃描儀集成一維壓電臺(tái)實(shí)現(xiàn)。隨著數(shù)字微鏡器件(DMDs)、微透鏡陣列(MLAs)、空間光調(diào)制器(SLMs)和高精度三維直線電機(jī)平臺(tái)的出現(xiàn)，大面積微結(jié)構(gòu)的制備、結(jié)構(gòu)的高速、高精度復(fù)制已成為現(xiàn)實(shí)。
(2)雙光子光刻過(guò)程中表現(xiàn)出的非線性吸收行為擴(kuò)展了超越衍射極限并以亞衍射極限分辨率制作特征的可能性。如圖7所示，激光功率、曝光劑量和吸收后體素中活性物質(zhì)的濃度是表征結(jié)構(gòu)的寫(xiě)入分辨率、線寬和特征尺寸的重要參數(shù)。
(3)適當(dāng)優(yōu)化這些參數(shù)可獲得更高的分辨率。體素體積直接隨光源波長(zhǎng)的立方變化。這意味著波長(zhǎng)越小，體素尺寸越小。Schwarz等人證明，與單光子曝光相比，TPL制造的顯影線寬和分辨率要高得多。
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