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Quantum X: Nanoscribe bringt das erste Zwei-Photonen-Graustufen-Lithografiesystem auf den Markt

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Nanoscribe, ein Spezialist für den mikrometergenauen 3D-Druck, hat sein neues Nanoscribe Quantum X-System vorgestellt, das weltweit erste Zwei-Photonen-Graustufen-Lithografiesystem. Die neue additive Fertigungstechnologie, die auf der Fachmesse LASER World of Photonics in München vorgestellt wurde, ist für die maskenlose Lithographie von hochpräzisen mikrooptischen Komponenten konzipiert.

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Das kompakte Nanoscribe Quantum X System wird als das erste industrielle System beschrieben, das auf der zum Patent angemeldeten Two-Photon Grayscale Lithography (2GL) Technologie des Unternehmens basiert. Das einzigartige Verfahren kombiniert die hohe Leistung der Graustufenlithographie mit der Präzision und Flexibilität der Zwei-Photonen-Polymerisationstechnik von Nanoscribe, was zu einem System führt, das in der Lage ist, kostengünstig, flexibel und präzise maskenlose Lithographie zu betreiben.

Das kürzlich vorgestellte System wurde entwickelt, um der wachsenden Nachfrage in den Bereichen Sensorik, mobile Geräte, Daten und Telekommunikation gerecht zu werden und ist für eine Vielzahl von Anwendungen geeignet. Insbesondere ist das Nanoscribe Quantum X in der Lage, Prototypen von refraktiven und diffraktiven Mikrooptiken sowie Polymer-Mastern herzustellen.

2GL

Nanoscribe hat sein neues Quantum X-System mit einer Reihe von Funktionen ausgestattet, die eine schnelle Freiformmikrofertigung ermöglichen. Zu diesen Merkmalen gehören ein industrieller Formfaktor mit einsatzbereiten Prozesssteuerungsschnittstellen, drei Live-View-Kameras für die Prozesssteuerung und ein Harzspender. Das System integriert auch die automatische Objektiv- und Probenhaltererkennung für einen schnellen Hardwarewechsel.

Der 2GL-Prozess zeichnet sich zudem durch eine hohe Qualität der Konturierung aus, da er eine präzise Voxelgrößenregelung ermöglicht. Daraus resultieren hochpräzise Bauteile mit hoher Formgenauigkeit und ultraglatten Oberflächen. Die Voxelgrößenregelung selbst wird durch synchronisierte Laserleistungsmodulation und dynamische Fokussierung ermöglicht.

"Quantum X produziert einfache und komplexe optische Formen mit variablen Merkmalshöhen in jedem Scanfeld", fügt Nanoscribe hinzu. "Diskrete und genaue Schritte sowie im Wesentlichen quasi-kontinuierliche Topographien können in einem Schritt gedruckt werden, ohne dass mehrere Lithografieschritte oder mehrere Maskenherstellung erforderlich sind."

Refraktive und diffraktive Mikrooptik

Das neue Quantum X-System von Nanoscribe eignet sich besonders gut für die Herstellung von multilevel diffraktiven optischen Elementen (DOEs) dank der Fähigkeit, die Laserleistung des Druckers auf einer einzigen Scanebene zu modulieren. Dieser Ansatz ermöglicht auch schnellere Druckzeiten für die mehrschichtige Mikrofertigung.

Die refraktive Mikrooptik profitiert von den Konturierungsmöglichkeiten des 2GL-Prozesses, die die Herstellung von einzelnen optischen Elementen, Arrays mit hohen Füllfaktoren von bis zu 100% und verschiedenen Linsenformen ermöglichen. Wie Nanoscribe sagt: "Quantum X fertigt fast jede denkbare 2,5D-Form im Mikrobereich, was vorher undenkbar war, und ebnet den Weg zu neuen oder stark verbesserten optischen Elementen von der Bildgebung über die Beleuchtung bis hin zur Wahrnehmung"

Quantum X Software

Das neue Quantum X-System wird von einer speziellen Softwareplattform unterstützt, die Druckaufträge in Echtzeit steuert und überwacht. Die Benutzer profitieren außerdem von einem intuitiven und interaktiven Touchscreen-Bedienfeld, mit dem sie die Prozesssteuerung einfach anpassen und Druckaufträge in Echtzeit visualisieren können.

Die Software wird auch mit einem Assistenten geliefert, der Designer und Ingenieure durch den gesamten Druckprozess führt, um die Druckvorbereitung zu vereinfachen und zu optimieren. Die Quantum X-Software akzeptiert Graustufenbilder beliebiger optischer Designs in einer Reihe von Dateiformaten, darunter BMP, PNG oder TIFF mit einer Auflösung von bis zu 32 Bit.