研究目的
利用双光子吸收诱导聚合实现亚衍射极限分辨率，从而提高纳米加工中的空间分辨率。
研究成果
通过结合高激光强度与快速扫描速度，利用双光子吸收诱导聚合实现了约36纳米（λ/21）的纳米加工分辨率。该方法能制造出具有亚衍射极限分辨率的稳定三维微结构，证明了所开发光学系统及工艺参数的有效性。
研究不足
分辨率受激光强度、曝光时间和扫描速度等因素限制。高强度下可能发生微爆炸，极细纤维可能在显影过程或扫描电镜观察中无法留存。形成悬浮纤维时，体素间距必须小于2微米。定制装置可能存在对准和稳定性约束。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用780纳米波长的飞秒激光进行系统化纳米加工，通过制备聚合体素、纳米线及悬浮纳米纤维，探究激光强度、曝光时间和扫描速度等因素的影响。该方法利用非线性光学效应实现高分辨率加工。
2：样本选择与数据来源：
使用基于甲基丙烯酸甲酯单体的光刻胶，按特定组分（MMA单体、DPE-6A交联剂、增感剂、引发剂）配比制备。样本在玻璃基底上成型。
3：实验设备与材料清单：
设备包括钛宝石飞秒激光器（Mai Tai，Spectra Physics）、数值孔径1.4的物镜、压电载物台（P-517.2CL，SN110024792，多轴压电扫描器）、CCD相机、衰减器、扩束镜、二向色镜、快门及场发射扫描电子显微镜（FEI FEG 450 SEM）。材料包含甲基丙烯酸甲酯单体、DPE-6A交联剂、2-苄基-2-(二甲氨基)-4'-吗啉代丁酰苯增感剂、二苯甲酮引发剂及乙醇清洗液。
4：4的物镜、压电载物台（P-2CL，SN110024792，多轴压电扫描器）、CCD相机、衰减器、扩束镜、二向色镜、快门及场发射扫描电子显微镜（FEI FEG 450 SEM）。材料包含甲基丙烯酸甲酯单体、DPE-6A交联剂、2-苄基-2-(二甲氨基)-4'-吗啉代丁酰苯增感剂、二苯甲酮引发剂及乙醇清洗液。 实验流程与操作规范：
4. 实验流程与操作规范：通过高数值孔径物镜将激光聚焦至树脂中。采用压电载物台实现XY轴定位，电动物镜完成Z轴扫描。单点辐照形成体素，连续扫描生成纳米线，固定速度平移体素间区域制备悬浮纤维。加工后经乙醇清洗并用SEM分析。
5：数据分析方法：
通过SEM图像测量体素直径、线宽及纤维分辨率，分析其与激光强度、曝光时间的依赖关系，采用线性和指数拟合处理数据。
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获取完整内容-
Field-emission scanning electron microscope
FEI FEG 450 SEM
FEI
Used to observe and analyze the fabricated micro/nanostructures.
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Ti:sapphire femtosecond laser
Mai Tai
Spectra Physics
Used as the light source for two-photon absorption polymerization, providing high peak power pulses.
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Objective lens
Tightly focuses the laser beam into the photoresist with high numerical aperture.
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Piezoelectric stage
P-517.2CL
Positions and moves the sample in the XY plane with high precision.
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Charge-coupled device camera
CCD camera
Enables precise control of the focal spot position and in situ fabrication monitoring.
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Attenuator
Attenuates the laser power dose for precise control in the polymerization process.
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Beam expander
Expands the laser beam for better focusing.
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Dichroic mirror
Directs the laser beam and allows for imaging with the CCD camera.
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Shutter
Controls the exposure of the laser beam to the sample.
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