光子橋接光聚合微納3D打印技術(shù)在眾多的微納尺度3D打印技術(shù)中,基于光聚合的微立體光刻(單光子吸收)、雙光子聚合是Z 具有代表性的技術(shù)。

       光子橋接光聚合微納3D打印裝置與系統(tǒng) ：

       目前的光子橋接光聚合微納3D打印系統(tǒng)主要有兩種

       類(lèi)型:激光直寫(xiě)型和面投影曝光型。  

       1、激光直寫(xiě)型

       激光直寫(xiě)型3D打印系統(tǒng)，其主要構(gòu)成包括: 

       1)能夠誘發(fā)單光子、雙光子吸收的光源。其中微立體光刻一般使用紫外線燈、LED燈、紫外激光等，而雙光子光刻則采用超短脈沖飛秒激光,如鈦藍(lán)寶石飛秒激光,其中心波長(zhǎng)為800nm ,脈沖寬度為120fs,重復(fù) 頻率為80MHz ,峰值功率密度可達(dá)TW/cm2量級(jí)。

       2)光路傳輸控制裝置。該裝置主要包括光快門(mén)、光衰減器、擴(kuò)束器、反光鏡、分束鏡等,用于調(diào)節(jié)光束功率、光束截面的大小,聚焦及光束通斷。

       3)光路掃描系統(tǒng)。激光聚焦點(diǎn)相對(duì)工件臺(tái)的掃描方式有兩種，一種是聚焦點(diǎn)不動(dòng),三維位移臺(tái)帶動(dòng)光刻膠樣品移動(dòng),該系統(tǒng)的缺點(diǎn)是三維運(yùn)動(dòng)臺(tái)的掃描速度慢,啟停響應(yīng)慢;另一種是由二維XY方向掃描振鏡和一-維Z向位移臺(tái)組合而成的掃描系統(tǒng),具有掃描速度高和動(dòng)態(tài)響應(yīng)快的優(yōu)點(diǎn),打印效率較高。

       4).上位機(jī)控制系統(tǒng),主要包括工控機(jī)及其控制軟件。根據(jù)設(shè)計(jì)需求,該系統(tǒng)控制激光焦點(diǎn)在光刻膠上按照設(shè)計(jì)的軌跡進(jìn)行三維掃描。 

       2、面投影曝光型

       面投影曝光型3D打印系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括:

        1)數(shù)字化光場(chǎng)引擎。該數(shù)字化光場(chǎng)引擎包含一套由液晶 顯示(LCD)裝置、MicroLED陣列、 數(shù)字微鏡陣列(DMD)、硅基液晶空間光調(diào)制器(LC-LSMI)等組成的數(shù)字掩模生成系統(tǒng),以及一套誘發(fā)單、雙光子聚合反應(yīng)的光源,如紫外激光、汞燈、LED燈、 超快飛秒激光等。

       2)光路傳輸控制裝置。該裝置主要包含光快門(mén)、光衰減器、擴(kuò)束器、勻化器、反光鏡、分束鏡等，可以調(diào)節(jié)光束的功率、光束通斷時(shí)間,并可實(shí)現(xiàn)能量均勻化。

       3)投影/全息成像系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含一個(gè)高品質(zhì)成像物鏡組,具有大視場(chǎng)、大數(shù)值孔徑的特點(diǎn),倍率可從1x到200x,可將數(shù)字弓|擎的物信息成像于光刻膠表面或內(nèi)部。

       4)上位機(jī)控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要包括工控機(jī)及其控制軟件。根據(jù)功能設(shè)計(jì)需求,面投影曝光型3D打印系統(tǒng)進(jìn)行層層掃描或者旋轉(zhuǎn)掃描,從而實(shí)現(xiàn)面投影和體投影打印。