從(cong)噴頭到設(she)備(bei)，我(wo)們(men)提(ti)供(gong)多種(zhong)選(xuan)擇(ze)；從科研(yan)到產業，我們展(zhan)示(shi)多(duo)種可能。
材料(liao)沉積(ji)噴墨打(da)印及
塗層係統(tong)解(jie)決方案(an)
Inkjet、EHD、Ultra-sonic等(deng)多種微流體(ti)控(kong)製(zhi)技術相關(guan)文件、視(shi)頻(pin)資(zi)料。
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> 應用領域
光刻(ke)機(ji)是(shi)在半導體領域必不(bu)可(ke)少的設備，無(wu)論(lun)生產製造什麽樣(yang)的芯(xin)片(pian)，都(dou)脫(tuo)離(li)不了光刻機，如(ru)果(guo)說航空(kong)發(fa)動(dong)機代表(biao)了人(ren)類科(ke)技領(ling)域發展的頂(ding)級(ji)水平,那麽光刻機則(ze)是半導體工業界 為(wei)耀(yao)眼(yan)的明(ming)珠，其具(ju)有(you)技術難度 高(gao)、單(dan)台成本 大(da)、決定集成密(mi)度(du)等特點(dian)。而目(mu)前 為先進(jin)的光刻機是有荷蘭(lan)ASML生(sheng)產的EUV光刻機，華為麒麟(lin)990 5G版(ban)初(chu)次(ci)采(cai)用了7nm EUV技術，EUV技術也(ye)叫(jiao)紫外光刻（Extreme Ultraviolet Lithography），它(ta)以波(bo)長為10-14nm的極(ji)紫(zi)外光作為光源的光刻技術。具體為采用波長為13.5nm的紫外(wai)線(xian)，目前(qian)1-4代(dai)光刻機使用的光源(yuan)都屬(shu)於深紫外光，而5代EUV光刻機則屬於極紫外光。 本文(wen)主要介紹(shao)MicroFab的Inkjet技術在EVU上(shang)的應用。光刻是製造芯片的關鍵技術，光刻機通過(guo)光源發出的光通過具有圖形(xing)的光罩（Reticle Mask，又(you)稱掩模版）在經過縮(suo)圖透鏡將光罩的圖案照射(she)到(dao)塗有光刻膠(jiao)的矽(xi)片上，光刻膠在見光後會(hui)發生性質(zhi)變(bian)化，從而使光罩(zhao)上的圖(tu)形在矽片上刻錄(lu)，使(shi)矽片具有電子路線的作用。 EUV（極紫外光）的產生是通過激光將(jiang)錫(xi)滴(di)作為燃(ran)料使其產生等離子(zi)體的過程。LPP EUV（激光等離子體極紫外光源）是將高(gao)功率的的二氧化碳激光打在直徑約為20μm的錫液滴上，通過高(gao)功率激光使錫滴膨脹蒸發形成錫蒸汽，然(ran)後將蒸汽加熱(re)產(chan)生等離子體，這(zhe)個過程會產生極紫外光。產生EUV的燃料可以是錫（Sn）、氙（Xe）、鋰(li)（Li），由於氙（Xe）和(he)鋰(li)（Li）在實(shi)際(ji)測試(shi)中(zhong)其(qi)產生的功率(lv)及工(gong)藝無法(fa)達(da)到生產要(yao)求，錫滴被作為EUV製造(zao)的理想(xiang)燃料。 LPP EUV係統主(zhu)要包括錫滴發生器、激光器、源收集器、輻射收(shou)集(ji)器組成(cheng)。錫滴發生器用於產生作(zuo)為燃料的錫液滴，用於產生20μm的錫滴；激(ji)光器用於提供能量(liang)源，用於激發錫滴，通過引導激光束至錫滴來(lai)激發錫滴產生等離子體；源收集器是一個中空的腔體，其內部(bu)為真空環境(jing)用於支(zhi)持等離子體；輻射收集器接收EUV輻射，在產生等離子體的過程(cheng)中會發生EUV輻射，通過輻(fu)射收集器進行(xing)收集並將輻射狙擊(ji)成EUV光束進行後(hou)續(xu)工作。 其步(bu)驟為：1、錫液發生器使錫液滴落(luo)入(ru)真(zhen)空室。2、脈衝式高(gao)功率激光器擊中從旁飛過的錫液滴—每秒50,000次(ci)。Laser分為兩部分，前脈衝和功率放大(da)器。前脈衝和主脈衝擊中錫液使其氣化。3、錫原子被電離，產生高(gao)強度的等離子體。4、收集鏡捕獲等離子體向(xiang)所有方向發出的 EUV 輻射，匯聚形成光源。5、將集中起來的光源傳遞(di)至光刻係統以曝光晶(jing)片。 EVU的錫液滴發生裝(zhuang)置(zhi)主要是由MicroFab提供的噴墨壓電頭組裝而成。錫滴發生器主要包含(han)儲(chu)液器、錫材料、定製化的壓電噴頭(tou)、加熱器。儲液器用於存儲燃料液體，燃料液體由錫材料製成，在超(chao)過235℃高(gao)溫下融化，在氣(qi)體壓(ya)力作用下通過壓電噴頭擠出(chu)，由(you)於瑞利破碎形成液滴。 錫滴產生原(yuan)理(li)：定製化的壓電噴頭(tou)中心一端有3-5μm的小(xiao)孔(kong)為毛細(xi)玻璃管，毛細玻(bo)璃管外壁粘結壓電陶(tao)瓷，壓電陶瓷在電信(xin)號的作用下會發生形變產生振動，振(zhen)動從壓電陶瓷(ci)傳(chuan)遞至毛細玻璃管。儲液器連(lian)接(jie)至(zhi)毛(mao)細玻璃管的另一端，儲液器中的錫材料在加熱到高(gao)於235℃時形成錫溶液，錫溶液在氣壓作用下從毛細玻璃(li)管擠出，產生束(shu)流(liu)。在沒有壓電陶瓷的情況下，束流將在液滴發生一段(duan)距(ju)離（約噴嘴直(zhi)徑(jing)的100-1000倍(bei)）後自(zi)然破碎形成液滴，其液滴直徑大(da)約為噴嘴直徑的2倍(bei)或略小，兩液滴間隔是噴嘴直徑的大(da)約4.5倍(bei)，雖(sui)然毛細玻璃管(guan)外壁沒(mei)有壓電陶瓷的作用液可以(yi)產生瑞(rui)利(li)破碎，但壓電陶瓷可以通過控製毛細玻璃管內(nei)的壓力控製瑞利破碎(sui)，從而使形成液滴的位置更加明確(que)。 如果噴嘴(zui)的直徑為4μm，燃料液滴可以通過瑞利破(po)碎形成約7μm直徑的液滴，液滴分開大(da)約18μm的距離，噴嘴的液滴產生速(su)率對(dui)應的瑞利頻率與(yu)噴嘴處(chu)燃料的平均速度和噴嘴的直徑相(xiang)關。 雖然在沒有壓電陶瓷製動的情(qing)況(kuang)下也可以發生燃料液體束流的瑞利破碎，但壓電陶瓷可以通過控製毛細玻璃管內(nei)的壓力控製瑞利破碎(sui)，調(diao)製毛細玻璃管內的壓力調製離開噴嘴的液體燃料的排(pai)出速度，並使液體燃料的束流在離開噴嘴之後以受控製的方式直接破碎為液滴。如果通過壓電陶瓷施加的頻率足夠(gou)接近(jin)瑞利頻率，則燃料液滴形成，液滴被分(fen)開的距離由離開燃料噴嘴的平均排出速度和由壓電陶瓷施(shi)加的頻率決(jue)定。
在基於使用液態(tai)金屬液滴目標的激光等離子體的高亮(liang)度EUV光源的研究中，相關研究團隊展示了基(ji)於激光等離子體的極紫外(EUV)輻射源的研究，該(gai)激光等離子體是由於納秒(miao)Nd:YAG激光器的輻射與由低(di)溫(wen)共晶銦錫合金(jin)組成的液態金屬液滴目標相互(hu)作用而產生的。液滴發生器使用商(shang)用噴頭（MicroFab）構(gou)建(jian)，並根(gen)據強(qiang)製毛細管射流分解原理進行操(cao)作。證(zheng)明了(le)液滴質心(xin)位置的長期(qi)空間穩(wen)定性(xing)，均方根偏差(cha)為~0.5 μm。使用低溫工質代替(ti)純錫提高了液滴發生器的可靠性和使用壽命。對於液滴目標(biao)上激光輻射的時(shi)空平均(jun)功率密度4×1011Wcm-2和輻射等離子體直徑~80μm，激光能量轉(zhuan)換為EUV輻射能量的平均效率為13.5±0.135nm等於2.3% (2π sr)–1。使用雙脈衝方(fang)法，研究人員(yuan)對源操作的重(zhong)複(fu)脈衝機製進行了建模(mo)，並證明了其穩定運(yun)行的可能性，重複率達8kHz，液滴生成重複率超過32kHz，這將允(yun)許源亮度大到 ~0.96kW(mm2sr)–1。（上圖顯(xian)示了在激光脈衝衝擊後1.3毫秒時液滴的陰影(ying)照片，從與激光光軸(zhou)成90度和17度的兩(liang)個方向拍攝。液滴直徑83μm，液滴重複頻率33kHz，Plas=2×1011Wcm2。在圖a中，聚(ju)焦激光束從右(you)向左傳播(bo)，在圖b中，與圖像平麵成17°，液滴序列中心的白色輝(hui)光是目標等離子體的輝光，圖a中液滴軌(gui)跡左(zuo)側的黑色形成和圖b中的黑色圓圈(quan)對應於具有以下形狀的變形目標液滴具有彎(wan)曲邊緣(yuan)的薄圓盤。對於超過2.3毫秒的延(yan)遲(chi)，可以觀察(cha)到出現在這個(ge)圓盤上的破裂，並(bing)且它開始分裂(lie)成小碎片。很(hen)容易(yi)估計(ji)，在這種情況下，圓盤厚度不超過200-250nm，並且由於燒蝕(shi)而導致的目標物質的蒸發會降低該厚度。）
上世(shi)紀九十(shi)年代，光電子學和微電子學相互滲透(tou)形成微光學(xue)（Micro-Optics），微光學元(yuan)件中，微透鏡(jing)陣列(lie)尤(you)為重要，它在照(zhao)明、成像、光通信等方麵發揮重要作用。微透鏡陣(zhen)列是由直徑在10μm到1mm之間(jian)的微透鏡按(an)照一定的排列組(zu)合而形成的陣列，其透鏡尺寸小，可用於光信息處理、光計算、光互連、光數(shu)據傳輸、生成二維(wei)點光源，也可用於複印機、圖像(xiang)掃(sao)描(miao)儀、傳真機、照相機，以及醫療衛生器械(xie)中。此外，微透鏡陣列器件也實現(xian)了微型化和集成化，使得(de)其具有很強的適(shi)應性，可廣泛(fan)用於通信、顯示和成像器件(jian)當中。用於半導體激光器的橢圓形折射微透鏡陣列，能夠實現激光器的聚焦(jiao)與準(zhun)直，激光二極管(LD)的光束整形， 它還可用於光纖、光學集成回路(lu)之間，實現光器件的有效耦合。在光纖通信中，橢(tuo)圓(yuan)形微透鏡將來自自由空間的光耦(ou)合進光纖，並校(xiao)準從光纖出來的光。目前微透鏡陣列己(ji)經(jing)在原子光學領域有所應用，利用微透鏡陣列做(zuo)成原子波導、分束器、馬(ma)赫一曾德(de)爾(er)幹涉儀或利用其捕獲(huo)原子或者對中性原子進行量子信息(xi)處理。因(yin)此對於微透鏡陣列使用材料，製作工藝(yi)和用途方麵的研究十分必要。 MicroFab使用噴墨打印方法，用於數據驅(qu)動的微光學元件的製造，如折射透鏡陣列，將多模波導和微透鏡/傳感器沉積在光纖(xian)/光纖束的尖端。用於微光學MJ點膠裝置打印(yin)的材料包括(kuo)光學粘合劑(ji)，uv固化聚合物(wu)和指(zhi)數調整(zheng)熱塑性塑(su)料配方。MicroFab研發的高溫打印頭用於在220℃以下的溫度下分發光學材料，目前該發明已取(qu)得相關發明專(zhuan)利。通過改變工藝參(can)數，已(yi)製造出不同尺(chi)寸的球(qiu)形和圓柱(zhu)形平麵凸(tu)透鏡陣列，尺寸範圍從80μm到1mm、精度僅(jin)為幾微米。
具有圓形基板印記的微透鏡的微噴打印涉及在每個目標基板位置一個或(huo)多個適當大小的微滴的沉積和原位固(gu)化。 如上圖UV固化樹(shu)脂(zhi)透鏡體SEM照片所(suo)示，可以打印填充因子相對較高的半(ban)球形微透鏡陣列，用於聚焦或成像應用。上圖是使用MicroFab噴墨打印技術打印在125μm中心的直徑100μm半球形平凸微透鏡陣列。
可以為自由空間互連應用進行微噴打印的非圓形或“變形”微透鏡包括那些具有橢圓形、方形和矩(ju)形基板(ban)足跡(ji)的微透鏡。具有這些配置的小透鏡通過稍微不同(tong)的過程打印，其中光學材料的連續微滴沉積在相鄰(lin)位置，以便(bian)它們在固化過程中順(shun)利聚結。 半橢圓微透鏡是通過在高溫下沿(yan)著溫度受控基板上的一條(tiao)線沉積微滴並調整它們的間距來實現所需的幾何形狀來打印的。如上圖上方所示（四個半橢圓微透鏡，284μm X 146μm X 20μm 高，在基板平麵（左）、“快”（f/1.5）焦平麵（中）和“慢”（f/3.2）焦平麵（右）中觀(guan)察。），四(si)個透鏡陣列位(wei)於襯底上方三個不同的高度，每(mei)個透鏡由6個35μm的光學熱塑性微滴打印在40μm中心的30℃玻璃上。這裏(li)首先(xian)將基板後麵的準直照明置於水(shui)平位置由於小透鏡圍繞其短軸的曲(qu)率，“快”焦平麵中的線焦點，然後由於長軸曲率，“慢”焦平麵中的垂(chui)直線焦點（小透鏡速度，f/#，是焦距與孔徑的比值(zhi)，這裏是沿適當曲率半徑的長度或寬度。）。當沿線沉積光學材料期間液滴間距增(zeng)加時，會到達一個點：沿主軸的曲率變平，半橢圓微透鏡變成圓柱形，隻有一個焦平麵，如上圖左下方所示（在焦 (f/1.3) 平麵（左）和剖麵（右）中顯示的 寬165μm、高37μm的打印柱麵微透鏡。）。可以印刷這種圓柱形微透鏡陣列用於互連應用，例如單軸準直或二(er)極管聚焦激光陣列。通過擴展到二維，可以打印接近方形或矩形微透鏡的相鄰液滴的沉積，如上圖右下方所示（在焦 (f/0.76) 平麵（左）和剖麵（右）中顯示的高速打印的300μm方形和50μm高的微透鏡陣列。），用於各(ge)種光檢測器效率增強應用。
折(zhe)射微透鏡的結構可以被微噴打印，從凸/平半球、半橢圓、方形到凸-凸。 後一種配置（如上圖的照片所示）是通過在125μm厚的玻璃基板的相對兩側(ce)同軸打印兩個平/凸小透鏡來製造的（使用MicroFab噴墨打印技術,上方透鏡的直徑為625μm，下方透鏡的直徑為860µm）。 這種微透鏡的幾何形狀，對於傳統的光刻方法來說(shuo)更(geng)具挑戰(zhan)性，可潛(qian)在地(di)用於減(jian)小例如光學記(ji)錄應用中的焦點尺寸(cun)。
VCSEL已被公認(ren)為低成本光源。它們可以非常大規(gui)模地單片製造。由於光束垂直於表麵發射，因此VCSEL在晶圓級進行測試。可以直接從晶片上切割出一維和二維陣列。PD是基本的光檢測(ce)設備。通過集成 Si ASIC，智能像素(su)陣列可以執行光學檢(jian)測和互連，並通過VLSI架(jia)構進行計算增強。上圖為智(zhi)能像素陣列模塊和在模塊(kuai)中的打印的250μm直徑微透鏡陣列，下方帶(dai)有VCSEL。6個VCSEL打開（照片來自霍(huo)尼韋爾）。上圖左側顯示了一個智能像素，包括一個VCSEL陣列和一個相鄰的探測器陣列，上麵有兩個微透鏡，用於準直激光輸出光束並將返(fan)回(hui)光束聚焦到檢測器元件中。與衍射透鏡相比，打印微透鏡具有更高的耦合效率和折射透鏡的波長(zhang)獨立性，因此被選擇用於該應用。 上圖右側顯示了該智能像素模塊和其中包含的打印了微透鏡陣列的照片。這些陣列以32個芯片圖案使用MicroFab噴墨打印技術打印在直徑為3英寸的薄(bao)石(shi)英(ying)晶片上。每個芯片由兩個16x16相同的陣列組成，每個陣列的直徑為250μm，下垂微透鏡為60μm，每個晶片總共有16,384個微透鏡。每個陣列中的微透鏡打印在500μm中心，兩個陣列沿對角線相互偏(pian)移250μm。
安徽大學物理與光電工程學院俞(yu)本立教授(shou)團(tuan)隊(dui)使用MicroFab的Jetlab Ⅱ噴墨打印係(xi)統在選擇性蝕刻的光纖端麵進行400pL量子點（QDs）溶液的精確噴墨打印，所製備的新型光纖微探針(zhen)溫度傳感器（QMP）表現出優異(yi)的一致(zhi)性和熒光穩定性，113pm/℃的溫度靈(ling)敏度和良好的重複性，QMP傳感器為熒(ying)光傳感器的生產提供了一種新(xin)的思(si)路，可以應用於醫(yi)療診(zhen)斷、環境測量和工業生產等各個領域。（2021）
晶圓級（Wafer-level）製造的微光學元件陣列。噴墨打印微透鏡在MEMS上的應用包括微光學器件，光纖束，光波導和激光器等。噴墨打印微透鏡已被(bei)用於提高垂直腔麵發射激光器的耦合效(xiao)率，而不會造成明顯的光學損失(shi)。上圖顯示了使用MicroFab噴墨打印技術打印在直徑100μm GaAs SU8柱上用於垂直腔麵發射激光器耦合的微透鏡。
光纖傳感器可用於傳統傳感器不能使用的情況下執行難度較高的一些測量應用。這種傳感器通常結(jie)構緊(jin)湊、質量輕、耐腐(fu)蝕，並且(qie)可以多路複用。它們不受電磁幹(gan)擾，能在惡(e)劣環境中應用。由於各種分析物的測量需(xu)要促進了光學傳感器陣列的發展，並可用於樣品的完整化學色譜的測量。例如，多個感測化學物可以連接到光纖傳感器的光纖末端，並且不同的感測化學物可以通過空間或光譜分辨率來識別(bie)。（圖a為勞倫斯國(guo)家實驗室製造的顯微光度計原型，其中使用了MicroFab Technologies打印的傳感元件；圖b為在光纖尖端打印熒光染(ran)料製備出的顯微光度計的示意圖） 利用噴墨技術在可接觸(chu)的光學表麵打印一種或多種標記化學試劑。其中一個常(chang)見的例(li)子就是光纖的尖(jian)端。該方法提供了一種通過使用多種MJ噴頭分配幾何(he)形狀(zhuang)來精確打印不同材料的圖案。每種化學試劑可包含一個或多個光能吸(xi)收染料，其光學特(te)性隨目標分析(xi)物的變化而變化。 通過熒光光譜可以監(jian)測每個傳感器的特性，並且能對目標分析物進行靈敏(min)度檢測和定量分析。通過光學成像方法對這些分析物進行同步檢測和測量，並在空間上記錄每個打印出的微點陣。（圖c為噴墨打印在光纖束末端的生物傳感器透鏡）
噴墨技術可用於在單/多模光纖的尖端中心打印一個小的球形微透鏡，如上圖所示（直徑 70μm的微透鏡打印在直徑125μm的光纖尖端以增加NA。）,形成一個整體裝置，用於提高光耦合或光纖和其他(ta)光學/光電元件之間的收集效率。
球形微透鏡也可以直接印刷在光纖的尖端上，如圖 6 所示，以增加它們的有效數值孔徑，以接收來自二極管激光器等光源的光。 在這裏，纖維尖端的邊緣限(xian)製了沉積的材料，根據沉積的微滴的數量和大小，能夠控製打印的小透鏡曲率，從而控製纖維接受(shou)角。上圖是直徑140μm的光纖，其尖端使用MicroFab噴墨打印技術打印有不同曲率半徑的微透鏡。
單模光纖輸(shu)出光束的準直也可以通過在其尖端打印微透鏡來實現，但(dan)所需的幾何形狀與增加光纖NA所需的幾何形狀完全(quan)不同。光線追蹤(zong)建模表明準直需要更大的微透鏡，該微透鏡從尖端縱(zong)向偏移小透鏡焦距。作為使用打印微透鏡實現準直的首(shou)選方法，相關研究團隊在光纖末端使用石英夾(jia)頭以獲得所需的幾(ji)何形狀，如上圖右側所示。這些(xie)5mm長的夾頭的內徑和外徑分別與光纖外徑和目標透鏡直徑相匹配。石英是首選的夾頭材料，因為它的折射率低於用於打印微透鏡的光學材料，因此(ci)可以在光纖尖端和透鏡入口(kou)側之(zhi)間提供一些波導優(you)勢(shi)。製造過程包括將該夾頭滑過光纖末端並將其粘(zhan)合到位，夾頭伸出光纖末端所需的透鏡偏移距離。在垂直安裝這個“杯(bei)”組件並將其與打印軸對齊後，將 50μm的光學環氧樹脂微滴微噴射到杯(bei)中以將其填充到夾頭的頂部，並在其上構建具有 佳(jia)曲率半徑的凸透鏡表麵。在多模光纖打印的情況下，夾頭的外邊緣定義了打印的微透鏡直徑，因此通過改變光學材料液滴的總(zong)數，曲率半徑可以在很大範圍內變化。如上圖左側所示，帶有夾頭和打印了微透鏡的1550nm光纖的照片。（照片來自Nortel Networks）
上圖左為較(jiao)大透鏡表麵打印微透鏡。上圖右為光學材料環(huan)。 通過使用兩種光學聚合流體，製備不同尺寸的微透鏡，基地較大透鏡的折射率較小，頂部微透鏡的折射率較大，兩種微透鏡的相互擴散通常會在垂直方向上形成一個均勻梯(ti)度的擴散區(qu)。將此透鏡結構構件在光纖頂部，可以通過此結構校準離開光纖的光。
在40℃玻璃上製備了高折射率(nD = 1.704)熱塑性塑料，在145℃條件下，在625μm中心上製備了寬116μm、高35μm的半柱麵脊形波導。
打印多模波導的過程類似於用於半圓柱微透鏡的過程，不同之處在於沉積的光學材料的折射率必須高於目標基板。利用軟(ruan)件可以打印任意的波導圖案，可以精確地調整特征(zheng)，例如分支點的數量和位置、轉彎半徑和段長度，如上圖所示（1.74折射率光學熱塑性塑料打印在玻璃上作為1-32分束器，分支寬(kuan)120μm）。波導-基板界麵的邊(bian)緣平滑度約為傳輸光的波長，優於蝕刻波導。迄今為止，使用損耗(hao)高得令人難(nan)以接受的材料來編(bian)寫波導，但低損耗材料的使用正(zheng)在評估(gu)中。
牛津(jin)大學工程科學係Stephen M. Morris教(jiao)授團隊使用MicroFab的定製打印係統，通過80µm的噴頭分配(pei)皮升量級（空中的液滴直徑：69±3μm）的向列相液晶（NLC），並沉積到具有短(duan)節距的已由MicroFab Jetlab II噴墨打印係統打印的手性向列相液晶（CLC）液滴（沉積的液滴直徑：369μm）中來調節節(jie)距，從而調節反射帶的能力。實驗(yan)表明，NLC和CLC液滴混(hun)合後，節距延長，導致位於藍色波長（430nm）的反射帶紅移(yi)至更長的波長。紅(hong)移的幅度可以通過改變沉積到每個CLC液滴中的NLC液滴的數量來控製，該過程可用於創(chuang)建字母數字徽(hui)標形式的彩色圖像。（2023）
在“熱可調液晶微透鏡的按需噴墨打印”的研究中，相關研究人員展示了可變焦、偏振無關、液晶 (LC) 微透鏡的按需打印（MicroFab，MJ-ABP-01-70）。通過仔細選擇應用於玻璃基板的表麵處理，作者(zhe)能夠沉積具有明確曲率和接觸角(jiao)的液滴，從而產生焦距約為300–900μm的微米(mi)級透鏡。用光學偏振顯微鏡觀察證實了液滴中LC導向器的同位排列，這與偏振無關焦距一致。結果表明，不同焦距的微透鏡可以通過將連續的液滴沉積到基板上的相同位置來製造，然後可用於構建各種透鏡尺寸和焦距的可編程和任(ren)意微透鏡陣列。最(zui)後，作者利用 LC 有序參數的熱依賴(lai)性來演示焦距的輕(qing)鬆調整。該技術有可能為生產可變焦、任意微透鏡陣列提供低成本解決方案。（2017）
按需噴墨（DoD）噴墨打印（MicroFab 高精度納米材料沉積噴墨打印係統 Jetlab Ⅱ）是一種非(fei)接觸式技術，可精確沉積皮升(sheng)體積的墨滴以創建微米尺寸的物體。DoD打印的功能遠(yuan)遠超出了基於接觸的印刷方法，例如凹版膠印和絲網(wang)印刷，因為它在可以使用逐層方法在一定範圍內沉積的各種材料方麵提供了更大的靈活(huo)性基板和表麵，包(bao)括柔性基板。液晶是一類具有獨(du)特電光特性的功能流體，為有源和無源光學元件的發展提供了巨大的機遇。相關研究團隊將LC和DoD噴墨打印相結合，為功能性薄膜光學元件和器件（例如上圖所示的可調微透鏡陣列，噴墨打印的向列液晶陣列）的製造開辟了新途徑。在適當準備打印基材以及精確沉積基於LC的油墨之後，可以設計出具有特殊光學特性的結構和配置。（2020）
傳統的聚合物分散液晶（PDLC）薄膜已成功地作為用於隱(yin)私應用的電可切換屏(ping)幕。然而，為了產生視覺上吸引(yin)人的設計、標誌或圖像的薄膜空間圖案化通常需要複雜的製造工藝，例如使用不允許按需設計的預(yu)製光掩模。在“用於圖像集成智能窗的空間圖案化聚合物分散(san)液晶”的研究中，報(bao)道了使用按需噴墨打印（MicroFab 高精度納米材料沉積噴墨打印係統 Jetlab Ⅱ）的空間圖案PDLC“像素”的製造和表征，並展示了如何使用這些材料形成由嵌(qian)入式圖像或公(gong)司(si)徽標組成的新一代智能窗(chuang)口，可以通過施加電壓使其消(xiao)失。隨(sui)著材料流變學的改進和隨後單個PDLC液滴的成功沉積，PDLC像素陣列以每英寸250個像素的分辨率打印，單個像素尺寸為130µm，在E=的電場(chang)強度(E)下運行1.4 V μm−1。最後，使用本文開發的方法，這些打印的PDLC像素被排列成一個大學標誌，該標誌嵌入智能窗口中，可以通過施加電壓使其消(xiao)失。（上圖上方為，在0和40Vpp下打印的PDLC液滴的偏振光學顯微鏡圖像。圖像中右上角的黑(hei)色雙(shuang)頭箭頭表示分析器和偏振器軸彼(bi)此平行對齊。交叉的白色雙頭箭(jian)頭表示檢偏器和偏振器的透射軸相互垂直。單個液滴直徑為130 ±5µm，測得的器件厚度為14µm。上圖下方為，用鹵(lu)素光源照亮的波峰(feng)和圖像用CCD相機記錄。 從0到40Vpp施加1kHz頻率的方波。）（2021）
在“離子液體的微滴產生和沉積”的研究中，描述了使用具有50µm噴嘴孔徑的壓電驅動噴墨打印頭（MicroFab）來獲得不同模型離子液體 (IL) 的皮(pi)升液滴。實驗證實了對三(san)種模型(xing)IL的微滴產生的理論分析。噴墨打印過程經過優化，通過控製噴嘴的溫度以及發送到用於產生墨滴的壓電致動器的電信號，能夠在連續和按需滴滴模式下實現穩定且可重複的墨滴噴射。已實現從43±3pL到319±1pL的控製體積，體積控製到3pL。ILs的零(ling)揮(hui)發性使噴墨過程具有高的穩定性，在整個打印過程中獲得具有非常恒定體積的墨滴。它還避免了在常規液滴沉積中觀察到的咖啡染色效應。此處展示了以可重複方式沉積受控體積的可能性，並將其應用於概(gai)念(nian)驗證應用，旨(zhi)在通過複製聚 (二甲(jia)基矽氧烷) (PDMS) 中沉積的離子液體微滴來創建密集的凹麵光學透鏡陣列。（上圖：沉積在（a）裸(luo)矽襯底和（b）具有SAM層(ceng)的矽襯(chen)底(di)上的[BF4]的SEM照片。（c）[BF4]微滴陣列的PDMS複製品和（d）用作透鏡的相同陣列的光學顯微鏡圖像，同時疊加到印刷的EPFL標誌上。）（2014）
安全性高、操作方便一直是防偽領域追求的目標。安(an)徽大學信息材料與智能感知實驗室周勝(sheng)副教授在“基於量子點噴墨打印的多層可編程光譜防(fang)偽”的研究中提出了一種利用不同熒光波長的量子點 (QD) 墨水在重疊(die)區域(yu)寫入多種信息的防偽(wei)係統，該係統結合光譜技術進行信息識別。由於量子點的發射光譜可以通過簡單地改變尺寸來調節，因此使用混合不同尺寸的CdSe/ZnS量子點的紫外(UV)膠作為具有不同熒光波長的打印墨水。使用具有不同發光量子點的墨水將具有不同信息的軟件設計標簽打印（MicroFab 高精度納米材料沉積噴墨打印係統 Jetlab®Ⅱ）在重疊區域上。打印的信息隻(zhi)能在紫外光下被相應波長的帶通濾光片識別。在自然光下，這些信息無法用肉眼識別。在擬(ni)議的防偽係統中，激發光和濾光片都是必(bi)不可少(shao)的。研究團隊的方法使防偽標簽(qian)的製作設計靈活、生產速度快、信息隱蔽(bi)性高。同時，該係統快捷方便，在展示和防偽領域具有巨(ju)大的應用潛力。(2022)
發光織物可以促(cu)進可穿戴顯示應用的創新。已經實現了能夠通信、傳感和提供能量的電子和發光紡(fang)織品。然而，尚(shang)未報道製造大麵積柔性激光紡織品的簡(jian)便策略。在“回音(yin)壁模式全彩(cai)激光紡織品及其防偽應用”的研究中，北(bei)京工業大學翟(di)天(tian)瑞教授課題組提出了一種用於製造柔性激光微纖維的重力輔助(zhu)旋(xuan)轉拉(la)伸方法，可以將其編織(zhi)成多色激光紡織品。通過調節摻(can)雜(za)的染料和溶液粘度，實現了具有不同發射顏色和模式的激光微纖維的大規模製造，並進一步將它們編織成具有寬色域的全彩紡織品，比(bi)標準RGB空間約大79.1%。在應用方麵，研究團隊在激光紡織品上噴墨打印（MicroFab Jetlab 4）納米顆(ke)粒圖案，並用可編程激光信號分布對其進行編碼(ma)，可以提供防偽標簽以進行有效認證。這項工作統一了激光紡織品的製造和應用，預計這將為柔(rou)性激光設備提供一個新平台。（上圖a纏(chan)繞(rao)在手上的柔性激光超細纖維的熒光照片。b摻(can)S420超細光纖交(jiao)聯反應前後浸(jin)水後的紫外遠場照片。比例尺:1cm。c超細纖維被編織成彩色可彎曲激光紡織品，用於BJUT標簽。比例尺:1cm。d(i)將TiO2 NPs噴墨打印到激光織物上的加密過程示意圖，該過程可以數字控製和任意設計。(ii)摻(can)雜S420的超細纖維織物打印TiO2 NPs前後的自然光(上)和紫外線(下)遠場照片。比例尺:2mm。e激光特性保留在非打印區域，淬(cui)滅(mie)後僅在打印區域留下熒光。激光峰的存在和消失分別用“1”和“0”編碼。右側的插圖顯示了噴墨打印圖案(黑色方塊圖案)，以及存儲信息的相應二進製代碼讀(du)出。）（2022）
在“用於傳感、圖案化和編碼的植物葉衍(yan)生熒光碳(tan)點”的研究中，相關研究團隊報告(gao)了一種用於製造熒光碳點（CD）的簡單、低成本和綠(lv)色的途徑，並展示了它們在傳感、圖案化和編碼中的應用。各種植物葉子的熱解產生明亮的藍(lan)色發光CD，為大規模生產CD提供了一種無需表麵鈍化處理或使用有毒(du)/昂貴的溶劑和起始材料的一步方法。此外，在使用等離子體和微波輔(fu)助技術處理後，CD的熒光強度得到了進一步的提高。所獲得的CD可用作熒光傳感平台，用於靈敏和選擇性地檢測Fe3+離子，也可用作用於打印用於防偽和光電應用的發光圖案的熒光油(you)墨。 該研究團隊將這些CD用作打印圖案的熒光碳墨水。噴墨打印已被證明是一種有用的技術，可以為導電電路、柔性電子和傳感創建高度定義(yi)的圖案。上圖顯示了CD溶液的噴墨打印過程。使用MicroFab高精度納米材料沉積噴墨打印係統Jetlab Ⅱ打印作為噴墨打印源的濃(nong)縮CDori氯仿(fang)溶液。施加電場以擠(ji)壓壓電材料，產生壓力脈衝並驅動噴射的墨滴從噴嘴噴出，立即在紙基材上形成圖案。值得注意(yi)的是，從CD溶液打印的圖案在日光下不可見(jian)（上圖b），但在紫外光下可見。如上圖c-f所示，在紙(zhi)質基材上形成了條碼、二維碼、竹子和梅(mei)花的熒光圖案。CD的“可見”和“紫外可見”特性有利於其在防偽領域以及光電器件中的應用。（2013）
在“製作針孔/微透鏡陣列以提高整體成像3-D顯示器的分辨率”的研究中，相關研究團隊提出了一種新的具有針孔陣列的微透鏡陣列（MLA）製造方法——針孔/微透鏡陣列（P/MLA）用於集成成像3-D顯示器（II），它結合了光刻和噴墨打印（MicroFab 高精度納米材料沉積噴墨打印係統 Jetlab Ⅱ）。黑色圓形凹(ao)槽陣列（BCGA）用作針孔陣列，激光3-D顯微鏡和自製裝置已用於P/MLA的表征。結果表明，以BCGA為模板可以獲得高精度的P/MLA。通過控製不同步長的驅動電壓、噴嘴與基板的距離以及液滴的數量，P/MLA具有形貌光滑、大小不一、幾何參數重複性好(hao)、聚焦均勻性好、會聚性能好等優點可以實現。為了演示，在II中應用曲率、焦距、數值孔徑和F數分別為815.8μm、1.60mm、0.1311和3.8的P/MLA進行重建，表現出良(liang)好的重建性能和高分辨(bian)率，BCGA降(jiang)低了雜散光對II的影響(xiang)，提高了重建圖像的質量。（2018）
北京工業大學物理與光電學院(yuan)翟天瑞教授課(ke)題組，利用MicroFab Jetlab 4噴墨打印係統實現了微腔激光器的原位動態光譜(pu)調製，噴墨打印方法可以快速、低成本、高精度地製備出高質量的WGM微腔結構。該激光器在外加電場下有效地實現了藍移，波長調諧範圍為0.71nm。(2022）
在“定製複合腔中的回音壁(bi)激光和隨機激光”的研究中，提出了一種複合腔(qiang)來實現回音壁模式（WGM）激光和隨機激光。WGM-隨機複合腔由具有環形邊界(jie)的隨機結構組成，采用噴墨打印（Jetlab 4噴墨打印係統）和金屬輔助化學蝕刻相結合的方法製造。超薄聚合物膜連接到WGM隨機複合腔，形成聚合物激光裝置。在光泵(beng)浦條件下觀察到從WGM激光到隨機激光的轉變。通過改(gai)變WGM隨機複合腔的參數，可以很容易地調整激光性能。這些結果為傳感應用的集成光源設計提供了新的途徑。（上圖為使用噴墨打印和金屬輔助化學蝕刻(MACE)方法製造回音壁模式(WGM)-隨機複合激光器的過程。(a)稀釋後的光刻膠油墨的噴墨打印工藝。(b)示意圖，說明在邊界處具有較高環形結構的超薄光刻膠微盤。(c)光刻膠微盤的顯微圖像。比例尺為 60 μm。(d)微盤(pan)邊界處較高環狀結構的原子力顯微鏡 (AFM) 圖像。(e)在表麵沉積一層銀納米粒(li)子的過程。(f)裝飾(shi)有隨機中孔的圓盤狀矽結構的刻蝕過程。(g)光刻膠的清洗(xi)過程(h)裝飾有中孔的圓盤狀矽結構的SEM圖像。比例尺為100μm。(i)隨機形狀的介(jie)孔結構放大圖的SEM圖像。比例尺為1μm。Ag納米粒子(NPs)用紅色箭頭表示。(j)在裝飾有中孔的圓盤狀矽結構上貼上發光聚合物薄膜。）（2020）
NaYF4:Ln3+由於其突出的上轉換(huan)特性，已成為生物成像、光學信息存(cun)儲和防偽應用中 重要的發光納米材料之一。然而，NaYF4:Ln3+納米粒子的大比表麵積通常會導致嚴重的非輻射躍(yue)遷(qian)，這可能會大大地阻礙(ai)具有前景(jing)應用的新光學功能的發現。在用於多維光學信息存儲的NaYF4:Ln3+@NaYF4納米粒子中帶X射線的明亮持久發光的研究中，相關研究團隊報道(dao)了單分散納米級NaYF4:Ln3+出人意料地也可以是一種出色的持久發光(PersL)材料。具有表麵鈍(dun)化核殼(ke)結構的NaYF4:Ln3+納米粒子表現出強烈(lie)的X射線帶電PersL和可從480到1060nm可調的窄(zhai)帶發射。通過熱釋光測量和宿(su)主參考結合能(HRBE)方案提出了NaYF4:Ln3+中PersL的機製，這表明一些鑭(lan)係元素離子（如Tb）也可以作為有效的電子陷(xian)阱來實現強烈的PersL。均勻的球形NaYF4:Ln3+納米粒子可分散在溶劑中，從而實現傳統PersL熒光粉無法實現的許(xu)多應用。噴墨打印多色PersL納米粒子展示了一種新的3維（平麵空間的2維和波長的1維）光學信息存儲應用。多色持久發光作為NaYF4:Ln3+中一種新興且有前景的發光模式，將為納米材料應用於更廣(guang)泛的領域提供巨大機遇。在該研究中，研究人員借(jie)助納米材料沉積噴墨打印係統（MicroFab Jetlab 4）用於製備具有三種不同發光墨水的納米顆粒的多層圖案。（2021）
