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復(fù)雜三維微納結(jié)構(gòu)在微納機(jī)電系統(tǒng)、生物醫(yī)療、組織工程、新材料(超材料、復(fù)合材料、光子晶體、功能梯度材料等)、新能源(太陽能電池、微型燃料電池等)、高清顯示、微流控器件、微納光學(xué)器件、微納傳感器、微納電子、生物芯片、光電子和印刷電子等有著巨大的產(chǎn)業(yè)需求。

現(xiàn)有的諸如光學(xué)光刻、電子束光刻、干涉光刻、激光微細(xì)加工、軟光刻、納米壓印光刻等微納制造技術(shù)主要實(shí)現(xiàn)2維的微納結(jié)構(gòu)(簡(jiǎn)單幾何圖形)制造，難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜真三維微納結(jié)構(gòu)的制造。

微納尺度 3D 打印在復(fù)雜三維微納結(jié)構(gòu)、高深寬比微納結(jié)構(gòu)和復(fù)合(多材料)材料微納結(jié)構(gòu)制造方面具有很高的潛能和突出優(yōu)勢(shì)，而且還具有設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低、效率高、可使用材料種類廣、無需掩模或模具、直接成形等優(yōu)點(diǎn)。

基于雙光子聚合激光 3D 直寫提供了一種有效的解決方案，而且是目前實(shí)現(xiàn)納尺度3D打印有效的一種技術(shù)。不同于傳統(tǒng)的微立體光刻(是一種單光子微立體光刻工藝)，基于雙光子聚合激光直寫 3D 打印是基于雙光子聚合原理(或者多光子吸收)。

利用雙光子直寫技術(shù)加工的三維光子晶體

利用雙光子直寫技術(shù)在光纖頂端加工的內(nèi)窺鏡

基于雙光子聚合的激光直寫系統(tǒng)原理示意圖

由雙光子聚合的激光直寫系統(tǒng)原理圖可以看到，在基于雙光子聚合的激光直寫系統(tǒng)中，XY向運(yùn)動(dòng)平臺(tái)與物鏡步進(jìn)的運(yùn)動(dòng)精度將直接影響微納3D打印的精度。

壓電納米定位臺(tái)

由壓電陶瓷驅(qū)動(dòng)的壓電納米定位臺(tái)，可產(chǎn)生幾百微米甚至毫米級(jí)的運(yùn)動(dòng)范圍，它的優(yōu)點(diǎn)是納米級(jí)高分辨率及毫秒甚至亞毫秒的響應(yīng)速度。

芯明天P11.X壓電運(yùn)動(dòng)臺(tái)及E53.D壓電控制器

例如，芯明天P11系列1至3維運(yùn)動(dòng)壓電納米定位臺(tái)，它的行程范圍為110µm/軸，一維運(yùn)動(dòng)響應(yīng)時(shí)間約10ms，開環(huán)階躍可達(dá)亞毫秒，另外，它的分辨率可達(dá)4nm。

P11系列詳細(xì)參數(shù)如下。

壓電物鏡驅(qū)動(dòng)器

芯明天P73壓電物鏡驅(qū)動(dòng)器

以芯明天P73系列壓電物鏡驅(qū)動(dòng)器為例，它的Z向行程范圍分220µm和550µm，負(fù)載能力可達(dá)400g。

P73壓電物鏡驅(qū)動(dòng)器詳細(xì)參數(shù)如下。

芯明天壓電納米定位臺(tái)及壓電物鏡驅(qū)動(dòng)器以其高分辨率及快速響應(yīng)等特點(diǎn)，非常適于各種2D或3D微納打印、增材制造等應(yīng)用，如微立體光刻、基于雙光子聚合3D激光直寫、微激光燒結(jié)、電化學(xué)沉積、微三維打印、復(fù)合3D打印、4D打印等。

芯明天P11壓電納米定位臺(tái)應(yīng)用于3D微納打印