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雙光子微納米3D打印機百科小知識
一、應用原理：
(1)雙光子光刻(TPL)是一種微加工技術，利用聚合速率對輻照光強度的非線性依賴性來產生真實的三維結構，其特征尺寸超過衍射極限。
(2)浸筆納米光刻(DPN)、電子束光刻(EBL)、直接激光寫入(DLW)和電流體動力噴射印刷(EHD)是獲得高分辨率制造結構的一些有前途的技術。
(3)聚合速率對光強的二次依賴性實現(xiàn)了三維空間分辨率，其精度遠遠優(yōu)于單光子過程。
(4)樹脂同時吸收兩個光子的能力，有助于激光束繞過通常的衍射極限，在該技術中起著重要作用。
二、發(fā)展背景：激光已被證明是在小長度尺度上制造復雜結構的強大工具。20世紀90年代初觀察到的飛秒激光與物質的相互作用與長脈沖或連續(xù)波激光與物質之間的相互作用有著顯著的不同。當材料暴露于飛秒激光束時，功率密度非常高，激光與物質的相互作用時間非常短，導致光子能量快速轉移。
三、作用分析：
(1)提高掃描速度可以通過二維振鏡掃描儀集成一維壓電臺實現(xiàn)。隨著數(shù)字微鏡器件(DMDs)、微透鏡陣列(MLAs)、空間光調制器(SLMs)和高精度三維直線電機平臺的出現(xiàn)，大面積微結構的制備、結構的高速、高精度復制已成為現(xiàn)實。
(2)雙光子光刻過程中表現(xiàn)出的非線性吸收行為擴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的濃度是表征結構的寫入分辨率、線寬和特征尺寸的重要參數(shù)。
(3)適當優(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的立方變化。這意味著波長越小，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。