光子集成电路(PhotonicIntegratedCircuit,PIC)与电子集成电路类似,但不同的是电子集成电路集成的是晶体管、电容器、电阻器等电子器件,而光子集成电路集成的是各种不同的光学器件或光电器件,比如激光器、电光调制器、光电探测器、光衰减器、光复用/解复用器以及光放大器等。集成光子学可较广地应用于各种领域,例如数据通讯,激光雷达系统的自动驾驶技术和YL领域中的移动感应设备等。而光子集成电路这项关键技术,尤其是微型光子组件应用,可以很大程度缩小复杂光学系统的尺寸并降低成本。光子集成电路的关键技术还在于连接接口,例如光纤到芯片的连接,可以有效提高集成度和功能性。类似于这种接口的制造非常具有挑战性,需要权衡对准、效率和宽带方面的种种要求。针对这些困难,科学家们提出了宽带光纤耦合概念,并通过Nanoscribe的双光子微纳3D打印设备而制造的3D耦合器得以实现。无掩膜光刻技术被广泛应用于半导体芯片的制造过程中,它可以将微小的电路和组件刻画在硅片上。江苏高精度无掩膜光刻微纳加工系统

Nanoscribe双光子聚合技术所具有的高设计自由度,可以在各种预先构图的基板上实现波导和混合折射衍射光学器件等3D微纳加工制作。结合Nanoscribe公司的高精度定位系统,可以按设计需要精确地集成复杂的微纳结构。由Nanoscribe研发的IP系列光刻胶是用于特别高分辨率微纳3D打印的标准材料。所打印的亚微米级别分辨率器件具有特别高的形状精度,属于目前市场上易于操作的“负胶”。IP树脂作为高效的打印材料,是Nanoscribe微纳加工解决方案的基本组成部分之一。我们提供针对优化不同光刻胶和应用领域的高级配套软件,从而简化3D打印工作流程并加快科研和工业领域的设计迭代周期,包括仿生表面,微光学元件,机械超材料和3D细胞支架等浙江进口无掩膜光刻3D微纳加工无掩膜光刻系统可以实现非常高的加工精度和分辨率,适用于微米和纳米级别的加工要求。

为了进一步提升技术先进性,科研人员又在新材料研发的过程中发现了巨大的潜力。一方面,利用SCRIBE新技术的情况下,高折射率的光刻胶可进一步拓展对打印结构的光学性能的调节度。另一方面,低自发荧光的可打印材料非常适用于生物成像领域。Nanoscribe公司的IP系列光刻胶,例如具有高折射率的IP-n162和具有生物相容性和低自发荧光的IP-Visio已经为接下来的研究提供了进一步的可能。为了证明SCRIBE新技术的巨大潜力,科研人员打印了众多令人瞩目的光学组件,例如已经提到的龙勃透镜。此外科研人员还打印了消色差双合透镜(如图示)。通过色散透镜聚焦的光因波长不同焦点位置也不尽相同。通过组合不同折射率的透镜可帮助降低透镜的色差。在给出的例子中,成像中的荧光强度和折射率高度相关,同时将打印的双透镜中的每个单独透镜可视化。
德国公司Nanoscribe是高精度增材制造技术的带领开发商,也是BICO集团(前身为Cellin)的一部分,推出了一款新型高精度3D打印机,用于制造微纳米级的精细结构。据该公司称,新的QuantumX形状加入了该公司屡获殊荣的QuantumX产品线,其晶圆处理能力使“3D微型零件的批量处理和小批量生产变得容易”。它有望显着提高生命科学、材料工程、微流体、微光学、微机械和微机电系统(MEMS)应用的精度、输出和可用性。基于双光子聚合(2PP),一种提供比较高精度和完整设计自由度的增材制造方法和Nanoscribe专有的双光子灰度光刻(2GL)技术,Nanoscribe认为直接激光写入系统是微加工的比较好选择几乎任何2.5D或3D形状的结构,在面积达25cm²的区域上都具有亚微米级精度。Nanoscribe的联合创始人兼首席安全官(CSO)MichaelThiel表示,该公司正在通过其新机器为科学和工业用途的晶圆级高精度微制造设定新标准。“虽然QuantumX已经通过双光子灰度光刻技术推动了平面微光学器件的超快速制造,但我们希望QuantumX形状能够使基于双光子聚合的高精度3D打印成为非常出色的高效可靠工具用于研究实验室和工业中的快速原型制作和批量生产。”光刻技术降低了掩膜的成本,同时也减少了制造时间和材料浪费,从而降低了总成本。

3D微纳加工技术应用于材料工程领域。材料属性可以通过成分和几何设计来调整和定制。通过使用Nanoscribe的3D微纳加工解决方案,可以实现具有特定光子,机械,生物或化学特性的创新超材料和仿生微结构。Nanoscribe的无掩模光刻系统在三维微纳制造领域是一个不折不扣的多面手,由于其出色的通用性、与材料的普适性和便于操作的软件工具,在科学和工业项目中备受青睐。这种可快速打印的微结构在科研、手板定制、模具制造和小批量生产中具有广阔的应用前景。也就是说,在纳米级、微米级以及中尺度结构上,可以直接生产用于工业批量生产的聚合物母版。环保:无掩膜光刻技术减少了废弃物的产生,因为它不需要使用掩膜,减少了掩膜的废弃和回收问题。浙江进口无掩膜光刻3D微纳加工
高精度:由于直接使用数字图案进行曝光。江苏高精度无掩膜光刻微纳加工系统
斯图加特大学和阿德莱德大学的研究人员联手澳大利亚医学研究中心,共同合作研发了世界上特别小的3D打印微型内窥镜。该内窥镜所用到的微光学器件宽度只有125微米,可以用于直径小于半毫米的血管内进行内窥镜检查。而这个精密的微光学器件是通过使用德国Nanoscribe公司的双光子微纳3D打印设备制作的。微型内窥镜可以帮助检测人体动脉内的斑块、血栓和胆固醇晶体,因此对于医学检测极其重要,可以有助于减少中风和心脏病发作的风险。来自不来梅大学微型传感器、致动器和系统(IMSAS)研究所的科学家们发明了一种全新的微流道混合方式,使用Nanoscribe公司的3D打印系统,利用双光子聚合原理(2PP)结合光刻技术,将自由形式3D微流控混合元件集成到预制的晶圆级二维微流道中。该微型混合器可以处理高达100微升/分钟的高流速样品,适用于药物和纳米颗粒制造,快速化学反应、生物学测量和分析药物等各种不同应用。江苏高精度无掩膜光刻微纳加工系统