双光子微纳3D打印基本内容原理

　 双光子3D打印，其实专业名称应该是双光子激光直写技术。为了理解这项技术，首先要知道什么叫做“双光子吸收效应”。物质对光的吸收作用我们非常熟悉，以此为基础的造物技术也很常见，比如用紫外光照射一些光敏聚合物质，被光照射到的地方就会固化，成为固态的物体。如果您曾经利用光敏填充胶补过牙齿，就会有更直观的感受了。

　　中学物理中我们曾经学到过，绝大多数物质对光的吸收都是将一个光子作为基础单位进行的吸收的，一次只能吸收一个光子。但是实际上，极少数情况下，由于物质中存在特殊的能级跃迁模式，也会出现同时吸收两个光子的情况，这就是“双光子吸收效应”。但双光子吸收的条件非常苛刻，它要求特定的物质和极高的能量密度。

　　通常情况下，物质与光的相互作用是一种线性作用。常见的物体，如一块玻璃或一杯水，对特定波长的光透过率是一定的，吸收率也是一定的，这个比例并不会随着光强度变化而变化，因此这种作用是线性的。但是双光子吸收却是一种三阶非线性效应，即随着光能量密度的增加，该效应会随之加强。

　　这种非线性的双光子吸收效应使得微纳尺度的3D打印成为可能。既然只有当光强达到一定值，才会出现明显的双光子吸收效应，那么若是将激光聚焦，则可以将反应区域局域在焦点附近极小的位置。通过纳米级精密移动台，使得该焦点在光敏物质内移动，焦点经过的位置，光敏物质变性、固化，因此可以打印任意形状的3D物体。