Fraunhofer-Gesellschaft

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Replizierbare Mikrostrukturen durch Zwei-Photonen-Lithographie

 
: Harnisch, E.; Klein, J.J.; Russew, M.-M.; Vogelsang, A.; Schmitt, R.

Photonik 47 (2015), No.4, pp.40-43
ISSN: 1432-9778
German
Journal Article
Fraunhofer IPT ()

Abstract
Anforderungen an innovative optische Elemente übertragen sich direkt auf die Fertigungsverfahren. Hohe Aspektverhältnisse, Asymmetrien und Arrays aus zufällig angeordneten Grundbausteinen stellen Hürden dar, die mit etablierten Fertigungsverfahren nicht zu überwinden sind. Abhilfe bietet hier die Zwei-Photonen-Lithographie. Nach Optikdesign und Simulation wird ein Werkzeugrohling gefertigt, der mit einem Lacksystem beschichtet wird. Dies wird dann mit der neuartigen Lithographiemethode strukturiert, ehe die Replikation der Optik erfolgen kann. Bei der Zwei-Photonen-Lithographie (2PL) wird der Strahl eines Femtosekundenlasers aufgeweitet und in ein photosensitives Material fokussiert. Die hohe Photonendichte bewirkt im Fokus eine Nichtlinearität der Polarisation der Materie, die zur gleichzeitigen Absorption zweier Photonen durch die photoaktive Komponente führt. Die Polymerisation wird nur lokal innerhalb eines Voxels ausgelöst. Durch definierte Bewegung der Probe relativ zum Fokuspunkt ist es möglich, beliebige dreidimensionale Strukturen zu erzeugen. Mit dem Verbundprojekt LithO-Strukt (Projektträger Karlsruhe) konnte gezeigt werden, dass komplexe Mikrostrukturen mit verbesserter optischer Funktion mittels 2PL hergestellt und mit Spritzgussabformung mehrfach repliziert werden können. Als Nachteil der 2PL ist allerdings die geringe Schreibgeschwindigkeit zu nennen.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-358652.html