Laser Nanofactory - 飞秒激光混合微制造工作站

Laser Nanofactory集增材与减材制造工艺于一体

Laser Nanofactory能够制造任何可以想象的3D微结构，并且能够在不损坏周围材料的情况下以微米尺度进行直接切割和钻孔。

特色

是什么让这个产品很特别？

 *在不牺牲速度或质量的前提下，提供无缝拼接制造

 *集增材与减材制造3D工艺技术于一体

 *采用参数可调的飞秒激光作为光源

- 整个工作区域内（110 x 110 x 60 mm）振镜和伺服轴同时工作。

 - 飞秒激光参数可调。

 - 可根据客户特定需求定制系统。

 - 极高强度超短激光脉冲 - 可得到极干净的烧蚀边缘。

 - 在不牺牲速度或质量的情况下提供无缝拼接。

 - 结合两种不同的3D制造技术：增材制造与减材制造。

 - 可使用各种材料制造微纳结构。

 - 典型工作速度是15 mm / s（最高可达50 mm / s）。

 - 实现将纳米结构集成到现有的微观或宏观结构中。

 - 非常适合生产任意高分辨率3D微结构。

参数

增材制造

基于多光子光聚合过程。适用材料：各类聚合物。

减材制造

包括激光烧蚀和选择性激光蚀刻技术。 适用的材料：玻璃，金属，聚合物。

其他技术

微尺度激光焊接，划线，原位微结构。

激光

用户选择配置的放大飞秒激光器。 波长：1030nm和515nm。最大平均功率：4W @ 1030 nm和2.7W @515 nm。脉冲持续时间：290 fs - 10 ps。

纳米定位

带有同步振镜的线性位移台。

光束传输和控制

功率控制：声光调制器+电动衰减器;

功率监测：集成功率计;

聚焦光学系统：显微镜物镜组 - NA高达1.4。

应用领域

定制化3D激光精密加工系统的设计与生产

飞秒激光3D微米和纳米结构的制备

Controlling tools, accessories, software, materials

案例分析

了解Laser Nanofactory如何帮助克服一些行业挑战

案例1

l 挑战：

基于高分辨率（高达数百nm）单一特征生产光子器件，用于可见光和红外光谱部分的应用。

l 解决方案：

通过应用超锐聚焦（NA高达1.4），低收缩SZGel和先进的制造技术，可重复生产具有低于200nm特征和低于400nm周期的结构。

案例2

l 挑战：

创造具有复杂内部几何结构和超强附着于基底的非变形复杂三维结构。

l 解决方案：

使用开发后收缩率有限的材料（如SZgel）可以在所有制造过程中保留制造的形状。并且这种材料具有很好的粘附性。

案例3

l 挑战：

制造具有精细（数百nm）内部特征的相对较大（从数十μm到cm）的结构。

l 解决方案：

在制造期间调整数值孔径（NA）开启了用于实时分辨率控制的简单方式。因此，可以使用较低NA物镜（<0.8）创建体积庞大且不需要高分辨率（>1μm特征尺寸）的零件，而使用较高的NA物镜(>0.8）创建精细特征结构（低于1μm）。

案例4

l 挑战：

无需额外支撑或缝合的自由活动结构。

l 解决方案：

SZGel在制造过程中是坚硬的凝胶形式，这使其能够在制造过程中充当物体的已生产部分的支撑。 与线性平台电流扫描仪组合相结合，它可以在没有额外支撑或缝合的情况下创建结构。SZGel是在制造过程中的硬凝胶形式，这使得它在制造过程中充当对物体已经生产部分的支撑。再与线性位移台振镜扫描器组合相结合，使它可以在没有额外支撑或缝合的情况下创建结构。

案例5

l 挑战：

在整体总尺寸（mm-cm）中制造相对较大的精密结构（nm-um保真度）。这些组件在紫外到红外光谱范围内应具有机械刚性和透明性。

l 解决方案：

在熔融石英（在宽光谱范围内（从UV到近红外）具有机械刚性以及透明）中使用选择性激光蚀刻。 更重要的是，熔融石英不会表现出由发展引起的收缩，因此与初始模型的偏差最小，总体尺寸几乎没有限制。

案例6

l 挑战：

以微尺度制造机械柔性结构。

l 解决方案：

功能相互交织的几何结构，如“链式邮件”，允许用硬质材料（例如SZGel）创建灵活的宏观规模的结构。 SZGel简化了这项任务，因为它提供了一种无需额外支撑就可以创建这种复杂结构的可能性。

案例7

l 挑战：

由生物相容性材料制成的具有高长宽比特征和任意三维几何结构的微胶囊

l 解决方案：

在制造装置中采用的放大的fs激光系统允许SZGel的无光引发剂结构化，，从而大大提高材料的生物相容性和所制备特征的高分辨率。

案例8

l 挑战：

制造具有任何所需形状的微光学器件；优化之后的表面几何形状允许最小化像差或产生奇特的光分布，例如贝塞尔光束或光学涡旋。

l 解决方案：

将极高的定位精度与高分辨率制造技术相结合，可实现适用于光学应用的任意形状的微透镜表面粗糙度。

案例9

l 挑战：

生产大型机械坚固的微针阵列，可用于微孔穿刺。

l 解决方案：

我们的技术可以制造超过cm的微结构阵列（可工作范围：110 x 110 x 60 mm）。 可以使用不同技术（3D激光光刻，选择性玻璃蚀刻，烧蚀）来制作针头，可供选择的材料有玻璃，聚合物，陶瓷，金属。

案例10

l 挑战：

微流控系统包含具有不同形状和尺寸的元件。

l 解决方案：

当使用选择性激光蚀刻时，可以在一个工艺步骤中刻下系统的所有组件。这项技术可以利用熔融石英制造出微流控系统，原因是熔融石英具有宽阔的透明窗口，光学和化学惰性，机械强度高。

案例11

l 挑战：

数百微米范围内的3D物体，结合任意形状、高纵横比、精细和/或悬浮结构。

l 解决方案：

高精度定位结合线性位移台和振镜扫描器可实现在几百微米范围内物体的无缝隙无缝结构化。结合SZGeL的高机械强度和硬凝胶形式，它允许将悬浮的、精细的和高纵横比的特征纳入相对较大的物体中。

案例12

l 挑战：

光纤尖端上任意几何形状的三维结构。

l 解决方案：

特殊支架允许在制造系统中固定光纤。 这样就可以在光纤尖端上制造任何一种3D结构。

案例13

l 挑战：

清除陶瓷中的激光烧蚀边缘。

l 解决方案：

用fs激光（左）和ns激光（右）对陶瓷材料进行激光烧蚀：用ns激光烧蚀时，烧蚀边缘熔化并出现一些裂纹。与此相反，fs激光烧蚀的边缘是干净的，没有影响任何周边材料损伤。