利用双连续波激光的光力引导聚合技术实现亚衍射极限玻璃的3D打印

《Laser & Photonics Reviews》：Subdiffraction-Limit Glass 3D Printing by Optical Force-Guided Polymerization With Two Continuous Wave Lasers

提出基于POSS光敏树脂的连续波激光双束协同加工技术，突破衍射极限至102nm，实现高精度曲面微纳加工与可编程灰度光刻，兼具纳米精度和工业级吞吐量。

　　

摘要

实现分辨率低于200纳米的自由形二氧化硅玻璃纳米结构，对于先进的光子学和精密光学技术而言是一项关键能力。目前基于飞秒激光的方法仍受到高成本、低产量以及制造区域受限的制约。本文介绍了一种新型的纳米级增材制造技术，该技术采用连续波激光激发，在一种可热固化的多面体寡聚硅氧烷（POSS）光刻胶中进行加工，随后在650°C下转化为熔融二氧化硅。该系统利用同步的同轴激光束实现了两种不同的光化学机制：一种是用于空间限制的双色两步吸收过程，另一种是用于亚衍射图案精细化的光力引导聚合（OFGP）。这种协同方法克服了光敏聚合物记忆效应带来的空间分辨率限制，实现了102纳米的卓越特征尺寸，超越了光学衍射极限。实验验证表明，该技术能够成功制造出高保真的曲面结构，并实现具有扩展体素调制范围的可编程灰度光刻。这种双激光纳米制造平台为基于玻璃的微光学生产树立了新的范例，将纳米级精度与工业级产量能力相结合。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。