Нова технология за мултифотонна литография показва рекордна разделителна способност

Китайски изследователи са разработили оптимизиран подход за 3D печат със свръхвисока разделителна способност на микролещи, фотонни кристали, микрооптични устройства, метаматериали и др. За първи път високоскоростна технология за мултифотонна литография е използвана за отлагане на линии, разположени само на 100 nm една от друга, върху стъклена подложка.

Мултифотонната литография се използва за селективно полимеризиране на материали с наноразмерна точност с помощта на фокусиран лъч. Увеличаването на разделителната способност на този вид 3D принтиране – минималното разстояние между съседни елементи – обаче е трудно, тъй като интензивната лазерна светлина може да окаже нежелано въздействие върху съседните региони. Учени от университета в Джъдзян обаче успяха да решат този проблем, като използваха уникална оптична настройка и специален фоторезист, пише Science Daily.

Те са разработили фоторезиста – полимерен светлочувствителен материал – от широко използвания мономер PETA в комбинация със себацинат (BTPOS). BTPOS играе ролята на потискащ луминесценцията елемент, за да намали кръстосаните вериги, които могат да възникнат при отпечатване на линиите с висока разделителна способност.

Оптичната конфигурация се състои от 525 nm фемтосекунден лазер като източник на възбуждаща светлина и 532 nm пикосекунден лазер за забавяне. Взаимодействието на лъчите предотвратява нежеланата полимеризация и гарантира, че желаният модел се формира с висока разделителна способност и прецизност. Освен това, за да постигнат толкова висока разделителна способност, учените са използвали пространствен светлинен модулатор, към който са приложили полиноми на Зернике, за да коригират аберациите на вълновия фронт.

В резултат на това новият подход показа рекордна пространствена разделителна способност от 100 nm при скорост на печат от 100 µm/s. Освен това разделителната способност не спада под 120 nm, когато скоростта се увеличава до 1000 µm/s.

Сега изследователите работят за по- нататъшното подобряване скоростта на печат, като се стремят да постигнат скорости от 10 и 100 mm/s, запазвайки високото качество и разделителна способност. Те също така искат да подобрят системата на фоторезиста, за да направят метода на мултифотонната литография по-стабилен и практичен.