深度解析雙光子3D打印技術，中科院理化所領先世界最細可達18納米

如果想進一步了解雙光子3D打印，與中科院理化所洽談合作，請?zhí)顚懴路綀竺怼?br>

如今，3D打印可謂是上天入地，大到別墅大樓，小到納米長城都能3D打印。2015年10月，習大大在訪問英國期間參觀了著名的英國帝國理工學院。學院Hamlyn中心主任楊廣中教授向習主席展示了他們的研究成果，習主席還得到了使用這種方法3D打印而成的特殊禮物 — 打印在一塊正方形硅片上的一段只有100微米長的中國長城。

△100微米長的3D打印長城

南極熊經(jīng)調研發(fā)現(xiàn)，這個100微米長的3D打印長城是由一種被稱作“雙光子3D打印”的技術制作而成，學名叫做雙光子聚合加工（下文統(tǒng)稱雙光子3D打?。?，是飛秒激光微納加工技術中的一種。它利用光與物質相互作用的非線性雙光子聚合作用獲得遠小于衍射極限的加工尺寸。

是不是有些難以理解，下面來看一下雙光子3D打印技術可以制造何種精度的3D模型吧！

Hamlyn中心的研究團隊使用受控脈沖激光來聚合（分子融合）或固化液態(tài)光刻膠，也就是我們常說的光敏材料。通過控制激光的運動，就可以像普通的3D打印機那樣，在微觀尺度上逐層構建出3D對象了。迄今為止，研究人員已經(jīng)成功打造出了一個僅有150納米大小的3D結構。

而實際上，國內(nèi)在雙光子3D打印技術方面領先于世界，據(jù)南極熊了解，中科院理化所在雙光子3D打印方面已經(jīng)開展了十多年的研究，下圖為利用該項技術所打印出的立體模型，均為微米級別，例如長度約10微米左右的一頭牛。

△中科院理化所“雙光子3D打印”的樣品

△腺病毒微結構

10月10日，南極熊拜訪了中科院理化所鄭美玲老師，據(jù)鄭老師介紹該實驗室目前已經(jīng)可以使用雙光子3D打印技術打印出直徑為18nm的懸空線和玻璃基板上35nm的納米線結構?；诙喙庾蛹す庵睂懠庸ぜ夹g，該研究團隊近年來取得了一系列研究成果，如高分辨3D水凝膠結構（J. Mater. Chem. B 2, 4318-4323, 2014; 3, 8486-8491, 2015），手性互補超穎材料（Appl. Phys. Lett. 104, 011108, 2014），高透光率的有序金屬網(wǎng)格透明電極結構（Appl. Phys. Lett. 108, 221104, 2016），并受邀在Chem. Soc. Rev.撰寫綜述文章（Chem. Soc. Rev. 44, 5031-5039, 2015）。近期在光學界頂級期刊《Laser & Photonics Review》發(fā)表論文[Laser Photon. Rev. 10(4), 665-672 (2016), Three-dimensional Luneburg lens at optical frequencies]，引起了廣泛關注。該論文開創(chuàng)性地利用納米級的3D打印技術——超衍射多光子直寫加工技術制備了聚合物三維Luneburg透鏡器件，其大小僅相當于人類頭發(fā)直徑的1/2，第一次將真三維的Luneburg透鏡的工作波段從微波推廣至光波段，使對三維Luneburg透鏡的研究從宏觀的微波領域轉向光學領域邁進了堅實的一步，該研究成果將進一步促進微小光學和變換光學的發(fā)展，并打開了納米級3D打印技術在微納米器件領域中的全新應用。論文被當選為《Laser & Photonics Review》2016年第10卷第4期的封面論文(Front Cover Article)。

《Laser & Photonics Review》是一本旨在報道激光物理學與光子學領域的最新理論與實驗研究進展的雙月出版期刊，每期只發(fā)表由編輯邀請撰寫的2-3篇綜述論文，該期刊于2013年始接收發(fā)表少量高水平的研究原創(chuàng)文章，年文章數(shù)67篇，位列SCI收錄Top一區(qū)，是光子學領域排名僅次于Nature Photonics的行業(yè)知名雜志。文章鏈接：

http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/lpor.201600051/abstract

但是目前該技術主要是用在科研領域，產(chǎn)業(yè)應用方面有待進一步開拓。隨后，南極熊參觀了正在進行雙光子3D打印的設備，整套設備由高端的激光器、復雜的光路和精度極高的顯微設備構成，由于保密限制南極熊暫時無法公開照片。

△飛秒激光直寫制備的微尺度光波段Luneburg透鏡及其聚焦光場的表征分析結果

但是，近幾年鄭老師團隊在對雙光子3D打印設備進行系統(tǒng)集成和改造后，推出了一套小型的雙光子3D打印解決方案，可以實現(xiàn)穩(wěn)定的雙光子3D打印研究，目前該設備主要適用于科研領域。

△中科院理化所的雙光子3D打印解決方案

如果你也對雙光子3D打印技術感興趣，希望引進這樣一套設備，請?zhí)顚憟竺怼?/div>

小軟熊去哪里了

這個原理類似內(nèi)雕

doddle 發(fā)表于 2016-10-20 16:19
這個原理類似內(nèi)雕

有點類似