光子桥接光聚合微纳3D打印装置与系统

       光子桥接光聚合微纳3D打印技术在众多的微纳尺度3D打印技术中,基于光聚合的微立体光刻(单光子吸收)、双光子聚合是Z 具有代表性的技术。

       光子桥接光聚合微纳3D打印装置与系统 ：

       目前的光子桥接光聚合微纳3D打印系统主要有两种

       类型:激光直写型和面投影曝光型。  

       1、激光直写型

       激光直写型3D打印系统，其主要构成包括: 

       1)能够诱发单光子、双光子吸收的光源。其中微立体光刻一般使用紫外线灯、LED灯、紫外激光等，而双光子光刻则采用超短脉冲飞秒激光,如钛蓝宝石飞秒激光,其中心波长为800nm ,脉冲宽度为120fs,重复 频率为80MHz ,峰值功率密度可达TW/cm2量级。

       2)光路传输控制装置。该装置主要包括光快门、光衰减器、扩束器、反光镜、分束镜等,用于调节光束功率、光束截面的大小,聚焦及光束通断。

       3)光路扫描系统。激光聚焦点相对工件台的扫描方式有两种，一种是聚焦点不动,三维位移台带动光刻胶样品移动,该系统的缺点是三维运动台的扫描速度慢,启停响应慢;另一种是由二维XY方向扫描振镜和一-维Z向位移台组合而成的扫描系统,具有扫描速度高和动态响应快的优点,打印效率较高。

       4).上位机控制系统,主要包括工控机及其控制软件。根据设计需求,该系统控制激光焦点在光刻胶上按照设计的轨迹进行三维扫描。 

       2、面投影曝光型

       面投影曝光型3D打印系统，该系统主要包括:

        1)数字化光场引擎。该数字化光场引擎包含一套由液晶 显示(LCD)装置、MicroLED阵列、 数字微镜阵列(DMD)、硅基液晶空间光调制器(LC-LSMI)等组成的数字掩模生成系统,以及一套诱发单、双光子聚合反应的光源,如紫外激光、汞灯、LED灯、 超快飞秒激光等。

       2)光路传输控制装置。该装置主要包含光快门、光衰减器、扩束器、匀化器、反光镜、分束镜等，可以调节光束的功率、光束通断时间,并可实现能量均匀化。

       3)投影/全息成像系统。该系统包含一个高品质成像物镜组,具有大视场、大数值孔径的特点,倍率可从1x到200x,可将数字弓|擎的物信息成像于光刻胶表面或内部。

       4)上位机控制系统。该系统主要包括工控机及其控制软件。根据功能设计需求,面投影曝光型3D打印系统进行层层扫描或者旋转扫描,从而实现面投影和体投影打印。