Two-Photon Polymerization
Two-Photon Polymerization (2PP) は、最高精度の積層造形技術であり、サブミクロンの微細構造と比類なき形状精度を持つ、事実上あらゆるマイクロ/メゾ/マクロスケール構造の高解像度3Dプリンティングを可能にします。
基本原理
Two-Photon Polymerizationが最高解像度の3Dプリンティング技術である理由とは？
Two-Photon Polymerizationは、二光子リソグラフィ、マルチフォトンリソグラフィ、またはレーザー直描とも呼ばれ、二光子吸収という基本的な物理現象を利用します。二光子吸収は、原子または分子が2つのフォトンを同時に吸収し、より高いエネルギー状態に励起される現象です。媒体は通常、UV光で硬化する感光性の液体フォトレジストです。2PPプリンティングは、近赤外線（NIR）などのより低エネルギーの光を使用し、フォトレジスト分子が2つのフォトンのエネルギーを同時に吸収した場合にのみ材料が固化します。このメカニズムは、感光性材料の体積内で高い光強度を必要とするため、パルス光の焦点体積内でのみ生じます。
高速かつ精密なプリンティングのために、焦点面内においてガルバノスキャナが焦点を毎秒数百ミリメートルの速度で移動させます。さらに、Two-Photon Polymerizationのナノ加工/マイクロ加工システムでは、三次元すべてでナノポジショニング性能を持つ最先端ステージが、フォトレジストを塗布した基板を動かし、複雑な3Dマイクロ構造を構築します。
Two-Photon Polymerizationでは、パルスレーザービームが対物レンズを通じて感光性材料内の非常に狭い体積に集光されます。レーザーの平均出力は非常に低く見えるかもしれませんが、レーザーは高いフォトン密度を含む超短光パルスを放射します。
高精度3Dプリンティングにおける課題への取り組み
CADモデルから最終パーツへのプリントジョブを準備する際、3Dデザインは水平方向の層（スライシング距離）と平行線（ハッチング距離）に変換されます。曲面のマイクロ加工は、階段状効果を避けて滑らかな表面を実現するために非常に小さい間隔で複数の層に分割する必要があるため、困難を伴います。多数の層のプリンティングは、構造体のプリント時間を長くします。
2019年にローンチされたNanoscribeの独自知的財産であるTwo-Photon Grayscale Lithography (2GL®) 技術は、非常に滑らかな構造に必要な層数と全プリント時間を大幅に削減する、より効率的なソリューションを提供します。
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