加州大学圣塔芭芭拉分校获美国国家科学基金会115万美元资助，将引进双光子三维纳米打印系统

加州大学圣塔芭芭拉分校（UC Santa Barbara，UCSB）获得美国国家科学基金会（National Science Foundation，NSF）115万美元资助，用于购置一套基于双光子光刻技术的三维快速纳米打印系统。该设备将进一步提升学校纳米制造设施——校内通常称为“Nanofab”——的技术能力。

加州大学圣塔芭芭拉分校电气与计算机工程教授Galan Moody担任项目负责人，牵头提交了此次申请。项目另有四位共同负责人，分别为生物工程系的Marley Dewey、物理系的Andrew Jayich、机械工程系的Sumita Pennathur，以及物理系的Andrea Young。

这笔资助将帮助UCSB在一类目前美国高校中仍较为少见的先进制造设备领域取得领先地位。Moody表示：“美国只有少数几所大学拥有具备此类能力的设备。”

项目团队认为，该设备能够填补现有制造方法留下的技术空白。申请书指出，引进这类设备十分必要，“因为现有纳米制造工具的能力已接近极限。这些工具虽然能够实现半导体、介电材料和金属的晶圆级制造，分辨率可达到约10纳米，但基本只能在平面结构，也就是近似二维的几何形态中进行加工。”

“若要制造如今愈发重要的三维微结构，还需要增加复杂且耗时的工艺步骤。”

Moody解释称，传统光刻技术通常只能将图形转移到厚度仅为数百纳米的薄膜上，因此在垂直方向上的结构构建空间十分有限。

这项技术的新颖之处

早期增材制造系统主要通过逐层堆叠极薄材料层来制造三维物体。这些材料层具有长度和宽度，但单层本身几乎没有实际深度。相比之下，新系统能够直接在芯片上打印真正的三维微结构。

项目团队在申请书中写道：“该系统所具备的独特能力，将为复杂结构和器件的纳米及微尺度制造开辟新的技术路径，使其不再受到几何形态限制，也不再局限于二维平面。”

该系统的一项潜在应用是量子光子学。目前，光从芯片耦合进入光纤时产生的损耗，仍是该领域长期面临的问题。

利用这套系统，研究人员可以在芯片边缘或光纤端面直接打印宽度小于50微米的聚合物透镜。该透镜能够对光学模式进行整形，使光在芯片与光纤之间实现低损耗耦合。