Litografía multifotónica
La litografía multifotónica (también conocida como litografía láser directa o escritura láser directa ) de plantillas de polímero se conoce desde hace años [ ¿período de tiempo? ] por la comunidad de cristales fotónicos . De manera similar a las técnicas estándar de fotolitografía , la estructuración se logra iluminando fotoprotectores de tono negativo o tono positivo a través de una luz de una longitud de onda bien definida. La diferencia fundamental es, sin embargo, la evitación de las retículas . En su lugar, se utiliza la absorción de dos fotones para inducir un cambio drástico en la solubilidad de la resistencia para los reveladores apropiados.
Por lo tanto, la litografía multifotónica es una técnica para crear pequeñas características en un material fotosensible , sin el uso de complejos sistemas ópticos o fotomáscaras . Este método se basa en un proceso de absorción de múltiples fotones en un material que es transparente a la longitud de onda del láser utilizado para crear el patrón. Al escanear y modular correctamente el láser, se produce un cambio químico (generalmente polimerización ) en el punto focal del láser y se puede controlar para crear un patrón tridimensional arbitrario periódico o no periódico. Este método se ha utilizado para la creación rápida de prototipos de estructuras con características finas.
La absorción de dos fotones es un proceso de tercer orden con respecto a la susceptibilidad óptica de tercer orden y de segundo orden con respecto a la intensidad de la luz.. Por esta razón, es un proceso no lineal varios órdenes de magnitud más débil que la absorción lineal, por lo que se requieren intensidades de luz muy altas para aumentar el número de estos eventos raros. Por ejemplo, los rayos láser bien enfocados proporcionan las intensidades necesarias. En este caso, se prefieren las fuentes de láser pulsado, ya que emiten pulsos de alta intensidad mientras depositan una energía media relativamente baja. Para permitir la estructuración 3D, la fuente de luz debe adaptarse adecuadamente a la fotoprotección en la que se suprime en gran medida la absorción de un solo fotón, mientras que se favorece la absorción de dos fotones. Esta condición se cumple si y solo si la resistencia es altamente transparente para la longitud de onda de salida de la luz láser λ y, simultáneamente, absorbe a λ/2. Como resultado, se puede escanear una muestra dada en relación con el rayo láser enfocado mientras se cambia la resistencia. s solubilidad sólo en un volumen confinado. La geometría de este último depende principalmente de las superficies de isointensidad del foco. Concretamente, aquellas regiones del rayo láser que superan un determinado umbral de exposición del medio fotosensible definen el componente básico, el denominadovóxel _ Otros parámetros que influyen en la forma real del vóxel son el modo láser y el desajuste del índice de refracción entre la resistencia y el sistema de inmersión que conduce a la aberración esférica.
Se descubrió que los efectos de polarización en la nanolitografía láser 3D se pueden emplear para ajustar con precisión los tamaños de las características (y la relación de aspecto correspondiente) en la estructuración de fotoprotectores. Esto demuestra que la polarización es un parámetro variable junto a la potencia del láser (intensidad), la velocidad de escaneo (duración de la exposición), la dosis acumulada, etc.
Recientemente se demostró que la combinación de nanolitografía láser ultrarrápida en 3D seguida de un tratamiento térmico puede lograr la fabricación aditiva de vitrocerámicas en 3D. [2] Además, se pueden emplear biorresinas puras renovables derivadas de plantas sin fotosensibilización adicional para la creación rápida de prototipos ópticos. [3]
