微納器件制造持續(xù)向極小尺度發(fā)展，傳統(tǒng)光刻手段難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)成型，制約微加工領(lǐng)域的研發(fā)進(jìn)程。雙光子激光3D光刻機(jī)依托雙光子吸收效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)樹脂材料局部光聚合，用于高精度三維微結(jié)構(gòu)制備。依托各精密組件協(xié)同調(diào)控光路與位移，雙光子激光3D光刻機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)納米級精細(xì)加工，支撐微機(jī)電、生物材料等前沿方向的樣品試制。
 

　　1、飛秒激光發(fā)射單元
 

　　該單元是設(shè)備的光源核心，輸出超短脈沖激光，滿足雙光子激發(fā)所需的高光強(qiáng)條件。輸出光束穩(wěn)定性較強(qiáng)，脈沖參數(shù)可控，能夠持續(xù)提供加工所需的激發(fā)光源。光束質(zhì)量直接影響成型分辨率，配套光路校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)，降低光束漂移帶來的加工誤差。
 

　　2、精密光學(xué)調(diào)控系統(tǒng)
 

　　光學(xué)系統(tǒng)包含衰減片、振鏡、物鏡等元件，負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)激光功率、調(diào)控掃描路徑，并將光束聚焦至加工平面。可靈活調(diào)整焦點(diǎn)位置，精準(zhǔn)控制聚合反應(yīng)發(fā)生區(qū)域，抑制旁側(cè)光引發(fā)的無效固化，保障微結(jié)構(gòu)輪廓清晰，適配不同尺寸樣品的加工需求。
 

　　3、三維納米位移平臺
 

　　位移平臺承載樣品基板，能夠?qū)崿F(xiàn)三軸高精度移動。平臺運(yùn)行平穩(wěn)，位移步長微小，配合激光掃描完成逐層成型。平臺具備良好抗震性能，減少振動造成的結(jié)構(gòu)形變，保證多層微結(jié)構(gòu)之間對位準(zhǔn)確，提升成品結(jié)構(gòu)完整性。
 

　　4、樣品承載與環(huán)境腔體
 

　　腔體為微納加工提供穩(wěn)定密閉空間，可減少空氣擾動、溫度波動干擾加工進(jìn)程。內(nèi)部放置光敏樹脂基板，部分腔體支持氣氛調(diào)控，降低樹脂氧化帶來的成型缺陷。腔體便于觀察加工過程，同時起到防塵防護(hù)作用，保護(hù)內(nèi)部光學(xué)元件不受污染。
 

　　5、上位機(jī)控制與檢測模塊
 

　　控制系統(tǒng)統(tǒng)一管理激光開關(guān)、掃描軌跡、平臺運(yùn)動等全部工序，導(dǎo)入三維模型后自動生成加工路徑。配套實(shí)時觀測光路，可在線查看加工狀態(tài)。模塊可記錄加工參數(shù)，便于工藝復(fù)現(xiàn)，方便研究人員調(diào)整激光功率、掃描速度等工藝條件，持續(xù)優(yōu)化微納結(jié)構(gòu)成型效果。