光子集成电路 (Photonic Integrated Circuit,PIC) 与电子集成电路类似,但不同的是电子集成电路集成的是晶体管、电容器、电阻器等电子器件,而光子集成电路集成的是各种不同的光学器件或光电器件,比如激光器、电光调制器、光电探测器、光衰减器、光复用/解复用器以及光放大器等。集成光子学可较广地应用于各种领域,例如数据通讯,激光雷达系统的自动驾驶技术和YL领域中的移动感应设备等。而光子集成电路这项关键技术,尤其是微型光子组件应用,可以很大程度缩小复杂光学系统的尺寸并降低成本。光子集成电路的关键技术还在于连接接口,例如光纤到芯片的连接,可以有效提高集成度和功能性。
Nanoscribe公司的3D微纳加工技术推动着光子电路的研究和创新。德国高分辨率Nanoscribe无掩膜光刻
德国公司Nanoscribe是高精度增材制造技术的带领开发商,也是 BICO集团(前身为Cellin)的一部分,推出了一款新型高精度3D 打印机,用于制造微纳米级的精细结构。据该公司称,新的Quantum X 形状加入了该公司屡获殊荣的Quantum X产品线,其晶圆处理能力使“3D 微型零件的批量处理和小批量生产变得容易”。它有望显着提高生命科学、材料工程、微流体、微光学、微机械和微机电系统 (MEMS) 应用的精度、输出和可用性。基于双光子聚合(2PP),一种提供比较高精度和完整设计自由度的增材制造方法和Nanoscribe专有的双光子灰度光刻(2GL)技术,Nanoscribe认为直接激光写入系统是微加工的比较好选择几乎任何2.5D或3D形状的结构,在面积达25cm2的区域上都具有亚微米级精度。Nanoscribe的联合创始人兼首席安全官(CSO)MichaelThiel表示,该公司正在通过其新机器为科学和工业用途的晶圆级高精度微制造设定新标准。“虽然QuantumX已经通过双光子灰度光刻技术推动了平面微光学器件的超快速制造,但我们希望QuantumX形状能够使基于双光子聚合的高精度3D打印成为非常出色的高效可靠工具用于研究实验室和工业中的快速原型制作和批量生产。”
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Nanoscribe双光子灰度光刻(2GL®)是一种用于生成2.5D拓扑的新型增材制造技术。通过这种技术,在扫描一层的情况下,可以打印离散和准确的步骤以及基本连续的拓扑,从而缩短了打印时间。2GL是无掩膜灰度光刻技术家族的新成员,其使用功率调节激光来塑造微纳米结构功能器件的高度轮廓。双光子灰度光刻(2GL®)是一项突破性的创新技术,将灰度光刻的优势与双光子聚合(2PP)的精度和灵活性相结合。光学元件如何对准并打印到光子芯片上?打印对象的 3D 对准技术是基于具有高分辨率 3D 拓扑绘制的共聚焦单元。 为了精确对准光子芯片上的光学元件,智能软件算法会自动识别预定义的标记和拓扑特征,以确定芯片上波导的确切位置和方向。 然后将虚拟坐标系设置到波导的出口,使其光轴和方向完美对准。 根据该坐标系打印的光学元件可确保比较好的光学质量并比较大限度地减少耦合损耗。 该项技术可以利用自由空间微光耦合 (FSMOC) 实现高效的光耦合。
对于光纤上打印的SERS探针,研究人员必须克服几个制造上的挑战。首先,他们设计了一个定制的光纤支架,可以在光纤的切面上打印。然后,打印的物体必须与光纤的重要部分部分完全对齐,以激发制造的拉曼热点。剩下的一个挑战,特别是对于像单体阵列这样的丝状结构,是对可能倾斜的基材表面的补偿。光纤倾斜的基材表面导致SERS活性微结构的产量很低。为了推动光学领域的创新以及在医疗设备的应用和光学传感的发展,例如光纤SERS探头,Nanoscribe近期推出了更新的3D打印系统QuantumXalign。凭借其专有的在光纤上的打印设置和在所有空间方向上的倾斜校正,新的3D打印系统可能已经为在光纤上打印SERS探针的挑战提供了答案,并为进一步改进和新的创新奠定了基础。
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Nanoscribe首届线上用户大会于九月顺利召开,在微流控研究中,通常在针对微流控器件和芯片的快速成型制作中会结合不同制造方法。亚琛工业大学(RWTHUniversityofAachen)和不来梅大学(UniversityofBremen)的研究小组提出将三维结构的芯片结构打印到预制微纳通道中。生命科学研究的驱动力是三维打印模拟人类细胞形状和大小的支架,以推动细胞培养和组织工程学。丹麦技术大学(DTU)和德国于利希研究中心的研究团队展示了他们的成就,并强调了光刻胶如IP-L780和Nanoscribe新型柔性打印材料IP-PDMS的重要性。在微纳光学和光子学研究中,布鲁塞尔自由大学的研究人员提出了用于光纤到光纤和光纤到芯片连接的锥形光纤和低损耗波导等解决方案
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Nanoscribe的打印设备具有高度3D设计自由度的特点且具备人性化的操作系统。德国高分辨率Nanoscribe无掩膜光刻
Nanoscribe双光子聚合技术所具有的高设计自由度,可以在各种预先构图的基板上实现波导和混合折射衍射光学器件等3D微纳加工制作。结合Nanoscribe公司的高精度定位系统,可以按设计需要精确地集成复杂的微纳结构。由Nanoscribe研发的IP系列光刻胶是用于特别高分辨率微纳3D打印的标准材料。所打印的亚微米级别分辨率器件具有特别高的形状精度,属于目前市场上易于操作的“负胶”。IP树脂作为高效的打印材料,是Nanoscribe微纳加工解决方案的基本组成部分之一。我们提供针对优化不同光刻胶和应用领域的高级配套软件,从而简化3D打印工作流程并加快科研和工业领域的设计迭代周期,包括仿生表面,微光学元件,机械超材料和3D细胞支架等。 德国高分辨率Nanoscribe无掩膜光刻