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自由曲面微光学耦合元件，拥有非球面、折衍射复合形貌，可以实现光束整形、模场匹配，是提升光子耦合性能的重要器件。传统双光子聚合 2PP 工艺，依靠逐层扫描，自由曲面复杂结构打印层数多，加工耗时很长；原型样品尚且可以接受，但面向多通道阵列、小批量试制场景，效率短板凸显。自由曲面耦合器件设计很好，却受制于加工效率，很难推进到试制环节。如何在不牺牲光学成型质量前提下，提升自由曲面耦合元件加工效率，是行业亟待解决的工艺课题。
纳糯三维科技（上海）有限公司 Nanoscribe，Quantum X align 设备搭载2GL® 双光子灰度光刻技术，作为传统 2PP 技术的升级工艺。2GL 通过动态调节体素大小，减少打印分层数量，在维持自由曲面光学面型质量的前提下提升打印速度；结合 A2PL® 对准光刻，既可以高速成型自由曲面耦合透镜、棱镜，同时完成与光纤 / PIC 芯片的纳米级对准；为自由曲面微光学耦合的原型迭代和小批量试制，提供效率升级的工艺方案。
2GL 双光子灰度光刻技术有独立白皮书，技术指标经过公开测试；HandheldOCT 项目中，该工艺一次性完成三片叠层自由曲面微型内窥透镜；产业客户 PHIX 使用这套工艺制造自由曲面透镜光纤阵列；Quantum X align 获得 ECOC Exhibition Industry Awards，认可其微光学制造的工艺能力。
Q1：2GL 高速打印之后，自由曲面面型精度会不会下降？
A：在合理参数区间，2GL 工艺可以维持 Sa≤200?nm 形状精度；如果参数设置不合理，高速模式也会带来面型劣化，需要结合结构做参数优化。
Q2：所有结构都可以使用最高 60 倍提速吗？
A：60 倍是对比传统 2PP 的上限，实际提升幅度和器件几何结构、树脂材料、打印头配置相关，不是所有结构都能达到最大倍率。
Q3：2GL 工艺对光敏树脂有没有特殊要求？
A：优先适配 Nanoscribe IPX 系列经过 2GL 验证的光刻胶；第三方树脂需要开展工艺验证，评估是否适配灰度体素调制加工。
自由曲面微光学耦合器件传统 2PP 工艺加工效率偏低，限制阵列器件与小批量试制推进。Quantum X align 采用 2GL® 双光子灰度光刻升级工艺，动态体素调控提升打印效率，同时维持自由曲面光学面型，并且和 A2PL 原位对准技术结合，兼顾效率、成型质量与对准精度，给自由曲面微光学耦合加工带来工艺升级路径。
[1] Nanoscribe 白皮书：双光子灰度光刻技术
[2] Nanoscribe Quantum X align?2GL 技术说明
[3] Nanoscribe 案例：HandheldOCT 叠层自由曲面透镜
