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A shoe-box-sized 3D laser nanoprinter based on two-step absorption

Light(Advanced Manufacturing) 2024年第2期5卷 115-122页

作者： Tobias Messer Michael Hippe Jingya(Lilyn)Gao Martin Wegener Institute of Applied Physics(APH) Karlsruhe Institute of Technology(KIT)76128 KarlsruheGermany Institute of Nanotechnology(INT) Karlsruhe Institute of Technology(KIT)76128 KarlsruheGermany

State-of-the-art commercially available 3D laser micro-and nanoprinters using polymeric photoresists based on two-or multi-photon absorption rely on high-power pico-or femtosecond lasers,leading to fairly large and expensive ***,we have introduced photoresists based on two-step absorption instead of two-photon absorption,allowing for the use of small and inexpensive continuous-wave 405 nm wavelength GaN semiconductor laser diodes with light-output powers below 1 ***,using the identical photoresist system and similar laser diodes,we report on the design,construction,and characterization of a 3D laser nanoprinter that fits into a shoe *** shoe box contains all optical components,namely the mounted laser,the collimation-and beam-shaping optics,a miniature MEMS xy-scanner,a tube lens,the focusing microscope objective lens(NA=1.4,100×magnification),a piezo slip-stick z-stage,the sample holder,a camera monitoring system,LED sample illumination,as well as the miniaturized control electronics employing a *** present a gallery of example 3D structures printed with this *** achieve about 100 nm lateral spatial resolution and focus scan speeds of about 1 mm/***,our shoe-box-sized system can be made orders of magnitude less expensive than today’s commercial systems.

关键词： Two-step absorption Direct laser writing 3D laser nanoprinters micro-electro-mechanical-systems scanner 3D nanostructures

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