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2023年11月14日

Nanoscribe、3D printing by 2GL®を発表—比類なき速度で卓越した品質を実現

Two-Photon Grayscale Lithography 2GLで3Dプリントされた積層自由曲面レンズ
卓越した印刷品質と驚異的な速度を誇る3D printing by 2GL®は、新たな領域を切り開き、これまでアクセスできなかったアプリケーションへの扉を開きます。小型内視鏡向けに開発された高精度光学素子がその好例です。積層造形された自由曲面レンズは、Two-Photon Grayscale Lithography(2GL)で3Dプリントされています。3枚のレンズは、背面反射を防ぐテクスチャ加工されたスキャフォールド構造で支持されています。3枚の自由曲面レンズはすべて上下面に光学グレードの面を持ち、回折素子と屈折素子を1つの光学システムに統合し、1回のパスでプリントされています。製造Nanoscribe、レンズ設計Printoptix。

Nanoscribeは、根本的に新しいマイクロファブリケーション技術「3D printing by 2GL®」を発表しました。Two-Photon Grayscale Lithography(2GL)は、3Dナノ/マイクロファブリケーションにおいてまったく新しい基準を打ち立てています。この技術は、Two-Photon Polymerization(2PP)の高解像度と、独自の特許取得済みボクセルチューニングプロセスを融合させ、プリンティング層数を大幅に削減します。これにより2GLは、比類ない形状精度と卓越した印刷品質を実現する、最速の2PPベース3Dプリンティング技術となりました。より繊細なマイクロ光学システムを大幅に短いプリント時間でより高品質に製造するなど、新たなアプリケーションへの道を開きます。これが、3Dグレースケールプリンティングが Quantum X align の新機能として追加された理由です。

Nanoscribeの Quantum X プラットフォームは、光学グレードの2Dおよび2.5Dマイクロ構造の積層造形向けに、特許取得済みの二光子グレースケールリソグラフィ技術を搭載し、マイクロ光学素子の産業的製造とマスタリングにおける主要なプラットフォームとなっています。今回Nanoscribeは、ボクセルチューニング技術を3次元へと拡張し、Quantum X align の Aligned Two-Photon Lithography (A2PL®)機能への重要な追加として、3D printing by 2GL®を発表します。

比類ない精度と
卓越した形状精度

プリンティングプロセスは、最速でスキャンしながらレーザーパワーをリアルタイムで動的に変調することで成立しています。これにより、重合ボクセルのサイズを精密に調整し、あらゆる3D形状の輪郭に完全に一致させることができます。3D printing by 2GL®は、スライシングステップや形状歪みなしに欠点のない光学グレードの表面と最も細かいサブミクロンのフィーチャーを保証します。

最大60倍の高スループット

3D printing by 2GL®は、市場で最速の2PPベースマイクロファブリケーション技術です。動的なボクセルチューニングにより、大幅に少ないプリンティング層数で、光学グレードの滑らかな面とナノ構造化された表面の両方を達成します。現在のいかなる2PPベース3Dプリンタでも達成できない製造速度で、要求の厳しい印刷品質条件*下において、現行の2光子リソグラフィシステムと比べ10〜60倍のスループットを実現します。

フォトニクスアプリケーションへの新たな可能性

3D printing by 2GL®は、最高の光学グレード品質、最細のサブミクロンフィーチャー、そして従来では想像もできなかった高スループットを提供し、マイクロ光学製造とフォトニクスパッケージングを大幅に向上させます。A2PL®搭載の Nanoscribe Quantum X align は、先進的なアライナーソフトウェア nanoPrintX によってサポートされ、この根本的に新しいプリンティング技術を提供します。

Quantum X align は、最高の配置精度でマイクロ光学素子をプリントし、光ファイバーやフォトニックチップ上に自動でアライメントするよう最適化されています。製造品質と速度のまったく新しいレベルにより、3D printing by 2GL®は、自由空間マイクロ光学結合(FSMOC, Free Space Micro Optical Coupling)の産業化を推進する道を切り開きます。

マイクロファブリケーションの限界の刷新

3D printing by 2GL®は、2PPベース3Dマイクロファブリケーションにおける新時代の幕開けを告げるものです。最速のプリント速度、光学品質の表面、最精密なサブミクロン細部、またはテクスチャ加工された表面が重要となるような、マイクロ光学やフォトニクスを超えた無数の潜在的なユースケースが存在します。息をのむような印刷品質と最大60倍の高スループットにご期待ください。

 

*比較は同等の印刷品質を対象としており、デザインによって異なります

2分割された3DプリントBenchyボート
2分割された3DプリントBenchyボート。左側は2GL®による3Dプリント、右側は従来の2PPベース3Dプリンティングで製作。両者はまったく同じスライシング距離でプリントされており、プリント時間は同一です。しかし2GLを使用した場合はスライシングステップがなく、Benchyボートの真の形状が現れ、ボクセルに起因する歪みが一切ありません。
非常に競合力のある2PPシステム(左)と3D printing by 2GL®(右)でプリントされたBenchyボートの速度比較。
非常に競合力のある2PPシステム(左)と3D printing by 2GL®(右)でプリントされたBenchyボートの速度比較。最高の印刷品質を得るため、2PPプリントボートのスライシング距離は0.1 µm(「Fine」)に設定されています。対照的に、同じオブジェクトを3D printing by 2GL®(「Grayscale」)で、大幅に粗い1 µmのスライシングでプリントした結果、プリント時間が10分の1に短縮されました。
この顕微鏡画像は、光ファイバーの端面に精密にアライメントされ、2GL®で3Dプリントされたマイクロ内視鏡レンズを示しています。
この顕微鏡画像は、光ファイバーの端面に精密にアライメントされ、2GL®で3Dプリントされたマイクロ内視鏡レンズを示しています。トップレンズが示す光学的な輝きは、卓越した印刷品質の証です。製造Nanoscribe、レンズ設計Printoptix。
積層レンズシステムのクローズアップ。自由曲面トップレンズと、回折素子を持つ中央ハイブリッドレンズを示しています。
積層レンズシステムのクローズアップ。自由曲面トップレンズと、回折素子を持つ中央ハイブリッドレンズを示しています。3D printing by 2GL®により、スライシングステップなしで光学的に滑らかな表面をプリントでき、回折素子に必要なシャープなエッジも実現します。製造Nanoscribe、レンズ設計Printoptix。
積層レンズシステムの中央部のクローズアップ
積層レンズシステムの中央部のクローズアップ。自由曲面レンズは直立または吊り下げフィーチャーとして、スライシングステップなしに1回のパスでプリントできます。33D printingy by 2GL®により、複雑なフィーチャーを持つテクスチャ加工された表面をレンズと同時に製造することができます。製造Nanoscribe、レンズ設計Printoptix。
革新的な3D printing by 2GL®を搭載した、Aligned Two-Photon Lithographyシステム Quantum X align
3D printing by 2GL®は、Aligned Two-Photon Lithographyシステム Quantum X alignを強力に補完する革新的技術です。
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