美科学家发明新的双光子3D光刻技术

    美国乔治亚理工学院的科学家以激光照射含有特殊有机染料的树脂(resin)平板，透过染料的双光子吸收(two-photon absorption)，可以产生次微米精度的3D结构。这种称为双光子3D光刻(two-photon 3D lithography)技术，可望用来制造光能隙结构、光存储组件、光开关、传感器、微机械及培养活组织用的支架等。

    这项技术是利用该校研发的一种特殊有机染料，这种名为对苯撑乙烯(bis-donor phenylene vinylenes)的染料可同时吸收双光子，并因此引发一些化学反应如聚合作用(polymerization)。研究人员将低浓度的上述染料(0.1%)与可以交错连接的(cross-linked)丙烯酸单体(acrylate monomer)一起加入树脂平板。当近红外激光束照射平板时，靠近激光束焦点的染料分子会被激发，导致丙烯酸单体聚合。这些聚合物不易溶解，而未被照射到的丙烯酸单体是可溶的，因此水洗之后可以留下一个复杂的3D结构。研究人员已使用这种方法制造了各种结构，包括了有状似齿轮与链条等可动部分的物体。

    该团队表示，这项技术可以使用不损伤材料的低强度光，在100微米厚的聚合物平板上制造3D图形，其关键在于只有当双光子被吸收时才产生作用，亦即发生的机率随着远离激光焦点而快速下降，因此产生的图形非常精准。成员之一的Seth Marder指出，使用波长700nm的光，图形精度可达约200nm宽800nm深。

    研究人员已在西雅图举行的美国科学促进会(AAAS)年会上发表这项技术，并已将它授权给Focal Point Microsystems公司。