UpNano发布3DAR技术：双光子聚合告别阶梯效应，曲面打印速度与精度兼得

维也纳的UpNano，做双光子聚合3D打印的那家，最近推出了一项叫3DAR的技术。

3DAR的全称是3D自适应分辨率，它能在打印过程中沿X、Y、Z三个轴调整体素的形状，让每个体素都贴合正在构建的几何结构。

首批能用3DAR的打印机已经卖给了亚洲一家公司，对方还表现出继续加购的兴趣。

UpNano给出了两个数字，表面粗糙度低到Sq 3 nm，形状精度低于20 nm。

直径125 µm的螺旋相位板10秒就能打印完，直径7 µm的非球面透镜也只要2到3秒。

技术细节有点绕，我们试着讲得直白一点。

2PP也就是双光子聚合，这个工艺有个老矛盾，分辨率越高，大部件构建时间就越长。

UpNano从NanoOne打印机开始用自适应分辨率技术来解决这个矛盾，也就是Adaptive Resolution。

它可以根据所需精度改变激光焦点处的体素尺寸。

以前的做法是在精细特征用细体素，在大体积区域用粗体素，两种尺寸来回切换。

3DAR用连续控制取代了这种切换模式。

这个思路借鉴了灰度光刻，那是一种通过调制体素尺寸来生成连续变化高度轮廓的成熟工艺。

不过灰度光刻只能做2.5D形貌，UpNano把同样的原理搬进2PP工艺内部，体素就能追踪自由形态的3D形状了。

UpNano的CEO伯恩哈德·屈恩堡说，「3D自适应分辨率让我们能够在全部三个空间维度上对体素进行动态控制。

我们可以根据想要创建的几何形状，连续调整体素的形态，让打印速度和光学、光子学应用需要的表面质量结合起来。」

曲面最能看出这种差别。

基于层的打印是靠堆叠切片逼近曲线，所以会留下阶梯效应。

想减轻阶梯效应就得减薄层厚，然后构建时间就变长了。

3DAR保持较大层距，转而调整体素本身，所以能消掉阶梯效应，又不牺牲生产效率。

2PP还有一个特点，能直接打印到现有或预结构化基板上。

微透镜、反射镜和其他光学元件可以直接做在光子芯片、芯片端面或光纤阵列上。

系统靠自动标记检测和对准定位，把每个结构放到该放的位置。

这对半导体制造和光学封装很重要。

硅光子学和共封装光学都需要芯片、光纤和其他组件在受限空间里精确耦合光路。

原位打印能省掉单独制造再对准组装的步骤。

UpNano特别提到AI数据中心。

算力和能源需求一直涨，高效的纤到芯片和芯片到芯片连接能用极小信号损耗传海量数据。

UpNano做3DAR，目标很明确，就是消除双光子聚合一直被关在实验室里的那种取舍，要精细就慢，要快就糙。

现在靠几何形状塑形体素，而不是一味减薄层厚，等于把2PP推到量产光学部件的位置上。

尤其直接打印到芯片和光纤上的透镜、反射镜，正好对应硅光子学和共封装光学的需要。

同行也看到了这个产业方向。

德国2PP先驱Nanoscribe已经卖掉第400台系统，还报告说旗下的Quantum X打印机在光学和光子学封装领域需求持续增长。

芯片光学耦合器、光纤阵列和晶圆这些应用正在推动采用。

Nanoscribe预计光子学封装会继续是主要增长驱动力，同时也得益于并入纳米与微加工专业集团Lab14 Group。

这个领域还吸引了半导体光刻背景的公司。

Multiphoton Optics推出了MPO 100双光子聚合打印机，面向微光学、微流体和生物医学应用。

MPO 100采用绿色522 nm激光器，适合有机和混合聚合物。

这也把母公司原来服务半导体、光子学和量子计算的产品范围扩了一圈。

AI数据中心在推动更快更高效的光学链路，2PP正从小众研究工具变成光子学供应链里的一个制造环节。