
多光子光刻(MPL)是一种利用超短激光脉冲在微纳米尺度上构建复杂三维(3D)结构的先进技术。其原理基于多光子吸收(MPA),即当两个或多个光子同时被同一分子吸收时,会引发非线性光学现象。
通过将激光束聚焦于光敏材料(如光刻胶或预聚物)上,多光子吸收会引发局部的化学反应,从而改变材料的特性。通过扫描激光束和/或在三维空间中移动样品,可以在没有几何限制的情况下,以高分辨率和精确度制造出所需的形状。这使得激光3D纳米打印作为一种增材制造技术得以实现。
MPL技术已在微光学、纳米光子器件、超材料、集成电路和组织工程等多个领域得到了广泛应用。它能够创造出传统光刻方法难以实现的结构,如曲面、空心结构和功能梯度材料。此外,它还可以制造具有定制光学、机械和生物特性的创新材料。
尽管MPL设备已实现商业化,但对光物理和光化学机制的理解仍存在争议,因为大多数常用的激光源选择了800 nm波长,而其他常见的515 nm或1064 nm波长也被证明是有效的。
然而,单一且最常用的双光子吸收理论并不能解释所有不同实验条件下的结果。这对激光光源的进一步发展以及面向工业需求的高通量纳米3D打印设备的构建具有重要的意义。



