CN111421228B - 用于跨尺度双光子聚合加工的样品精密夹具及调平方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于微纳加工领域，具体涉及一种用于跨尺度双光子聚合加工的样品精密夹具及调平方法，夹具包括：固定连接的XY轴移动平台、Z轴位移台和基板，设置于基板上的微调组件，过渡组件，以及载物台；过渡组件一端固定于微调组件上、另一端固定载物台；XY轴移动平台用于驱动Z轴位移台和基板沿X轴和Y轴方向移动；Z轴位移台用于驱动基板以带动微调组件、过渡组件和载物台沿Z轴方向移动；微调组件用于通过驱动过渡组件带动载物台实现水平度和平面度调整。本发明使得双光子聚合加工系统实时三维调平精度控制在100纳米以内，有效保证双光子聚合加工系统在进行加工时准确聚焦和加工产物成型精度，将加工尺度从微纳尺度拓宽至毫米和厘米尺度。

Description

用于跨尺度双光子聚合加工的样品精密夹具及调平方法

技术领域

本发明属于微纳加工领域，更具体地，涉及一种用于跨尺度双光子聚合加工的样品精密夹具及调平方法。

背景技术

近年来，随着物理、化学等基础学科和半导体微电子技术的发展，人类对于微纳米尺度世界的探索取得了前所未有的突破，各种微纳加工技术成为了现代科学技术的重要研究内容。其中，精细复杂三维结构需要依赖先进的加工制造技术来实现，光刻等微纳制造技术虽然有很高的加工精度，但主要局限在加工二维结构，缺乏在微纳尺度制造复杂三维结构的能力。双光子聚合加工技术(三维激光直写技术)是一种加工精度能够达到纳米水平的三维打印技术，在微机电系统、微光子学器件、信息技术、生物医学等领域的微器件加工方面极具潜力。

在早期研究过程中，美国专利US8986563B2和德国专利DE102015216583A1中公开了一种基于双光子聚合技术制备制造三维微结构的方法，利用空间曝光的方式在材料内部写入三维微纳结构，通过CCD监控系统调节合适的打印起始位置，将要打印的模型切片生成控制代码，控制电脑控制运动平台和光路开关实现双光子聚合打印，为双光子聚合加工设备的搭建提供了基础方案。但在实际应用中，满足使用需求的结构往往跨越多种尺度，以人造组织为例，其微观尺度需要在微米甚至纳米量级(细胞到亚细胞尺度)，其宏观尺度需要到毫米甚至厘米量级以上，这对双光子聚合加工设备的工作尺度提出了新的需求，同时这也是双光子聚合设备从小批量微纳加工走向大批量、大规模应用的重大挑战。

为解决双光子聚合加工设备的加工尺度难题，国内外开展了广泛的研究，目前主要通过提高硬件长工作距运行能力和牺牲部分加工精度增加工作距的方式实现跨尺度的双光子聚合加工。例如，在中国发明专利CN104028890B和实用新型专利CN203900734U中公开了一种大行程柱坐标双光子聚合加工装置，通过将试件以共轴或离轴方式安装在一个高精密转台上，避免了运动轴回退、可快速精密跟踪有扰动的路径，提高加工系统在长工作距下的高精度稳定运行能力，从而实现大面积三维微纳结构的快速加工；在中国发明专利CN110653488A公开了一种跨尺度三维激光直写加工装置，采用多个数值孔径的聚焦物镜，为不同加工精度的区域选择对应的聚焦物镜和位移台，通过牺牲部分加工精度的方式增加工作距离，减少加工时间，兼顾亚微米尺度的加工精度和厘米级别的整体结构。

然而，双光子聚合加工作为一种三维微纳加工技术，除尺度指标外，精度指标是其实现加工结构功能性的关键，上述两种实现双光子聚合跨尺度加工的方法中，设备方案都是基于实现跨尺度加工进行设计，通过对现有双光子加工设备的设计方案进行拓展以扩大其加工范围，装置结构复杂、缺乏扩展性。同时，由于加工范围的扩大，样品的装夹、加工平面的水平度和大行程下焦平面的调平成为跨尺度加工的重大挑战。

发明内容

本发明提供一种用于跨尺度双光子聚合加工的样品调平方法及调平方法，用以解决现有双光子聚合跨尺度加工装置结构复杂且精度低进而难以有效实现高精度双光子聚合跨尺度加工的技术问题。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种用于跨尺度双光子聚合加工的样品精密夹具，包括：固定连接的XY轴移动平台、Z轴位移台和基板，设置于所述基板上的微调组件，过渡组件延长筒，以及载物台；其中，所述延长筒过渡组件的一端固定于所述微调组件上、另一端固定所述载物台；

所述XY轴移动平台用于驱动所述Z轴位移台和所述基板沿X轴和Y轴方向移动；所述Z轴位移台用于驱动所述基板以带动所述微调组件、所述延长筒过渡组件和所述载物台沿Z轴方向移动；所述微调组件用于通过驱动所述延长筒过渡组件以带动所述载物台实现水平度和平面度的调整。

本发明的有益效果是：提出了一种用于跨尺度双光子聚合加工的精密夹具，XY轴移动平台可使得载物台在X、Y轴方向上大尺度运动，Z轴位移台可使得载物台在Z轴方向上大尺度运动，微调组件可实现载物台的水平度调整，XY轴移动平台、Z轴位移台和微调组件的结合实现跨尺度、高精度的双光子聚合加工，其中，过渡组件保证了载物台可以在Z轴方向上的位置的灵活设置。因此，本发明设计的用于跨尺度双光子聚合加工的精密夹具，可使得双光子聚合加工系统的实时三维调平精度控制在100纳米以内，有效保证了双光子聚合加工系统在进行加工时地准确聚焦和加工产物的成型精度，将加工尺度从微纳尺度拓宽至毫米和厘米尺度。

上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述微调组件包括电动微调器、固定板、平衡板和弹簧固定器；其中，所述固定板和所述平衡板之间通过相对所述固定板中心轴对称分布的两个所述弹簧固定器连接；相对所述中心轴对称分布的三个所述电动微调器穿过所述固定板并与所述平衡板球接触连接，同时每个所述电动微调器与所述固定板刚性连接，所述固定板和所述平衡板之间的每个所述电动微调器所在位置处的板间距可通过外接驱动器控制所述电动微调器进行调节；所述平衡板与所述过渡组件的所述一端固定连接。

进一步，所述基板呈中部镂空状，所述微调组件悬空在所述基板的中部镂空的上部并与所述基板通过L型板固定连接；

所述微调组件中的所述平衡板呈中部镂空状、所述固定板呈L型，所述固定板与所述平衡板的边缘连接；所述过渡组件包括延长筒，所述延长筒穿过所述平衡板的中部镂空且所述延长筒的所述一端固定于所述平衡板上、另一端固定所述载物台。

本发明的进一步有益效果是：基板呈中部镂空，以便安装具有一定体积的微调组件、延长筒和载物台，且位置灵活可调。相同地，微调组件的平衡板呈中部镂空，以便安装具有一定体积的延长筒和载物台，使得延长筒和载物台位置灵活可调，满足实际高度需要。

进一步，所述延长筒的两端不封闭。

本发明的进一步有益效果是：延长筒的两端开口，保证激光光线既可从上部向下入射至载物台也可从下部向上入射至载物台。

进一步，所述过渡组件还包括相互叠放固定的第一连接板和第二连接板；

其中，根据实际所需的载物台水平度和平面度调节精度，确定所述第一连接板和所述第二连接板的相互接触的一面的光滑度以及所述叠放的紧密度；所述第一连接板与所述平衡板固定连接，所述第二连接板与所述延长筒的所述一端固定连接。

本发明的进一步有益效果是：采用两个表面光滑度满足一定精度要求的连接板，在分别连接微调组件和延长筒后两者紧密贴合固定，以保证微调组件即便是微小的移动也能够带动延长筒的移动，灵敏度高，进而保证对载物台的调平精确度高。

进一步，所述精密夹具还包括提杆，所述提杆固定于所述第二连接板上部，用于取放所述延长筒。

进一步，所述载物台通过多个第一强磁铁与所述过渡组件的所述另一端固定连接。

本发明的进一步有益效果是：通过强磁铁将载物台和延长筒固定在一起，在保证延长筒即便微小移动也能带动载物台做相应移动的同时，方便更换载物台。

进一步，所述载物台通过多个第二强磁铁与样品固定连接。

本发明的进一步有益效果是：通过强磁铁将载物台与样品固定在一起，在保证载物台即便微小移动也能带动样品做相应移动的同时，方便更换样品。

本发明还提供一种用于跨尺度双光子聚合加工的样品调平方法，包括：

采用对焦测量模块，对焦并采集如上所述的任一种用于跨尺度双光子聚合加工的样品精密工具中载物台和样品之间的相对高度；基于所述相对高度，计算载物台的水平度和平整度误差，并驱动所述精密夹具中的电动微调器调平；通过多次迭代后实现所述载物台的工作面与由所述对焦测量模块发射的入射光轴垂直；

当执行跨尺度加工时，采用所述对焦测量模块实时采集加工高度，并驱动所述精密夹具的Z轴位移台进行加工高度实时校准，使得样品待加工区域始终保持在焦深范围。

本发明的有益效果是：采用上述精密夹具并结合所提出的样品调平方法，使双光子聚合设备在高速直写跨尺度样品时，样品的待加工区域始终保持在焦深范围内，从而实现以双光子聚合激光直写为基础的跨尺度高精度微加工，兼顾亚微米尺度的加工精度和厘米级别的整体结构。

本发明还提供一种机器可读存储介质，所述机器可读存储介质存储有机器可执行指令，所述机器可执行指令在被处理器调用和执行时，所述机器可执行指令促使所述处理器实现如上所述的一种用于跨尺度双光子聚合加工的样品调平方法。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种用于跨尺度双光子聚合加工的样品精密夹具的示意性结构图；

图2为本发明实施例提供的微调组件的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的精密夹具三维结构图；

图4为本发明实施例提供的微调组件三维结构图；

图5为本发明实施例提供的精密夹具的正视图；

图6为本发明实施例提供的载物台结构图，其中，左图为载物台的俯视图，右图为载物台的侧视图；

图7为本发明实施例提供的对焦测量模块的光路图。

在所有附图中，相同的附图标记用来表示相同的元件或者结构，其中：

1、XY轴移动平台，2、Z轴位移台，3、基板，31、侧连接板，32、后连接板，4、微调组件，41、电动微调器，42、固定板，43、平衡板，44、弹簧固定器，5、过渡组件，51、延长筒，52、第一连接板，53、第二连接板，6、载物台，61、第一强磁铁，62、第二强磁铁，63、压块，64、玻片，7、提杆，8、样品，100、对焦测量模块，101、物镜镜头，102、第一分光器，103、探测器，104、镜筒透镜，105、第二分光器，106、照明光源，107、第三分光器，108、第四分光器，109、第一照相机，110、第二照相机，111、光调制器，112、透射型光源，113、反射型光源。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实施例一

一种用于跨尺度双光子聚合加工的样品精密夹具，如图1所示，包括：固定连接的XY轴移动平台1、Z轴位移台2和基板3，设置于基板3上的微调组件4，过渡组件5，以及载物台6；其中，过渡组件的一端固定于微调组件上、另一端固定载物台。其中，XY轴移动平台用于驱动Z轴位移台和基板沿X轴和Y轴方向移动；Z轴位移台用于驱动基板以带动微调组件、过渡组件和载物台沿Z轴方向移动；微调组件用于通过驱动过渡组件以带动载物台实现水平度和平面度的调整。

XY轴移动平台能够驱动Z轴位移台沿X轴和Y轴方向移动；Z轴位移台与XY轴移动平台连接，Z轴位移台能够驱动微调组件、过渡组件和载物台沿Z轴方向移动；微调组件与Z轴位移台连接，样品固定模块与调平模块连接，微调组件能够驱动载物台实现水平度和平面度的调整。

需要说明的是，基板3可通过螺栓与Z轴位移台2连接，微调组件4能够驱动载物台6实现样品焦平面的调节。

虽然在发明专利CN107045266A中公开了一种用于大面积二维平面直写系统的多次迭代调平方法，通过对待激光直写区域数据的平面拟合，指导执行器调平，可使系统在金属薄膜等材料上的调平精度达到100纳米以内。然而，作为一种三维激光直写的加工技术，双光子聚合激光加工需要通过Z轴的移动实现复杂三维微纳结构的加工，而针对二维平面激光直写设计的调平方法无法适用于Z轴动态变化的过程，因而无法满足三维激光直写对空间焦平面的要求。另外，现有双光子聚合加工设备的样品夹具通常是利用显微镜的载物台固定样品，只适合小面积、硬质、超平衬底的样品加工。同时为满足对加工精度的需求，往往采用油浸物镜进行光束聚焦，加工时物镜的对焦可调距离非常小(小于200微米)，当加工尺度拓展至厘米级时，位移台和夹具的微小倾斜将导致对焦距离超出最大可调范围，无法适应样品基底的相对高度变化，但双光子聚合加工又对焦平面的准确性具有极高要求，这将导致无法正确加工出期望的微纳结构，影响器件的功能性。

本实施例设计的用于跨尺度双光子聚合加工的精密夹具，可使得双光子聚合加工系统的实时三维调平精度控制在100纳米以内，有效保证了双光子聚合加工系统在进行加工时的准确聚焦和加工产物的成型精度，将加工尺度从微纳尺度拓宽至毫米和厘米尺度。

优选的，如图2(左图为微调组件的侧视图，右图为微调组件的正视三维图)所示，微调组件4包括电动微调器41、固定板42、平衡板43、弹簧固定器44；其中，固定板和平衡板之间通过相对固定板中心轴对称分布的两个弹簧固定器连接；相对所述中心轴(平面)对称分布的三个电动微调器穿过固定板并与平衡板球接触连接，同时每个电动微调器与固定板刚性连接，固定板和平衡板之间的每个电动微调器所在位置处的板间距可通过外接驱动器控制电动微调器进行调节，通过控制三个电动微调器实现载物台水平度的调节；平衡板与微调组件的一端固定连接。

优选的，如图3所示的精密夹具三维图，其展示了Z轴位移台2、基板3、微调组件4和延长筒51所构成部分的三维结构，其中，基板3呈中部镂空状，微调组件4悬空在基板3的中部镂空的上部并与基板3通过L型板(即图3中的侧连接板31、后连接板32)固定连接。如图4所示的微调组件三维图，其中，微调组件4中的平衡板43呈中部镂空状、固定板42呈L型，固定板42与平衡板43的边缘连接；过渡组件5包括延长筒51，延长筒51穿过平衡板43的中部镂空且延长筒51的一端固定于平衡板43上、另一端固定载物台6。

优选的，如图3所示，延长筒51的两端不封闭。

优选的，如图3和图5所示，其中图5为精密夹具的正视图，过渡组件5还包括相互叠放固定的第一连接板52和第二连接板53；其中，根据实际所需的载物台水平度和平面度调节精度，确定第一连接板52和第二连接板53的相互接触的一面的光滑度以及叠放的紧密度；第一连接板52与平衡板43固定连接，第二连接板53与延长筒51的一端固定连接。

优选的，如图3和图5所示，精密夹具还包括提杆7，体杆7固定于第二连接板53上部，用于取放延长筒51。

优选的，如图6所示(左图为载物台的俯视图，右图为侧视图，载物台6通过多个第一强磁铁61与延长筒51的另一端固定连接。载物台6通过多个第二强磁铁62与样品8固定连接。

需要说明的是，精密夹具中所有存在刚性固定连接的地方均可通过螺栓实现，例如，第一连接板52和第二连接板53通过螺栓叠放固定连接，第二连接板53与延长筒51通过螺栓连接，提杆7与第二连接板53通过螺栓连接。载物台6设有压块63和玻片64，压块63与载物台台体通过强磁铁62吸附连接；玻片64水平放置于载物台6凹槽处并通过压块与载物台紧密接触；强磁铁61和强磁铁62分别使用过盈装配与载物台台体、压块连接；样品9通过滴加或旋涂方式均匀分布在玻片64上方。

实施例二

一种用于跨尺度双光子聚合加工的样品调平方法，包括：

采用安装在光学平台上的对焦测量模块，对焦并采集如实施例一所述的任一种用于跨尺度双光子聚合加工的样品精密工具中载物台和样品之间的相对高度；基于所述相对高度，计算载物台的水平度和平整度误差，并驱动所述精密夹具中的电动微调器调平；通过多次迭代后实现所述载物台的工作面与由所述对焦测量模块发射的入射光轴垂直；当执行跨尺度加工时，采用所述对焦测量模块实时采集加工高度，并驱动所述精密夹具的Z轴位移台进行加工高度实时校准，使得样品待加工区域始终保持在焦深范围，从而极大提高跨尺度样品的加工质量和成型率。相关精密工具技术方案同实施例一，在此不再赘述。

如图7所示，本实施例的对焦测量模块100包括：物镜镜头101、第一分光器102、探测器103、镜筒透镜104、第二分光器105、照明光源106、第三分光器107、第四分光器108、第一照相机109、第二照相机110、光调制器111、透射型光源112、反射型光源113。其他控制组件(如精密运动控制系统、非关键核心的滤波器、功放等部分)不在组成中表示，主要光轴为物镜镜头所在光轴OA1、光调制器所在光轴OA2以及第四分光器108所在光轴OA3；

探测器103可以为照相机或者目镜，同时在光轴OA1上可以安放微纳加工所需要的激光扫描设备，如激光振镜。物镜镜头101的焦平面位置可以通过按照图中双箭头示意的方向，对物镜进行调整以改变焦平面的位置或者通过调整载物台6的位置进行调整。第一分光器102常选用二向色镜，这样可以将来自照明光源106的照明光通过镜筒透镜104、第一分光器102、物镜镜头101后照射到样品10上。除第一分光器102常用二向色镜外，其余分光器都可以为半反半透镜。

来自光轴OA2方向的自动对焦辅助光通过第一分光器102被耦合到照明光源106中，一并被投射到样品10上。用于自动对焦的辅助光来自于被光调制器111调制后的光，该部分的光源由透射型光源112或反射型光源113提供，可以为LED光源，其中透射型光源112以透射的方式照射到光调制器111上，而反射型光源113以反射的方式照射。照明光调制器111产生调制光，随后通过第二分光器105、镜筒透镜104、第一分光器102以及物镜镜头101投射(即成像)到样品10。由样品10产生的调制后的信号，通过相反的光路径，即通过物镜镜头101、第一分光器102、镜筒透镜104、第二分光器105、第三分光器107、第四分光器108后进入第二照相机110和第一照相机109，由样品产生的调制信号在这两个相机处被采集到。在实际实施该方案的过程中，第二分光器105具有二向色性，同时自动对焦的辅助光源选用不影响正常成像的光源，即选用不是样品成像所必需的光源波段。示意图中的照相机可以选用CCD或者CMOS成像器件。

在本方案中，光调制器111与光轴OA2具有一个0～90度范围内的夹角，最好是20～70度范围的夹角，光调制器可以是DMD、振幅光栅、LCD等器件，最好是由亮-暗条纹的组成特征。

由于光调制器111不与光轴OA2垂直，因此调制对象(交替亮、暗条纹等)会以与光轴成某种角度的方式被成像，这样调制对象就具有了样品的深度信息。第二照相机110的照相平面与光调制器111的平面相共轭，因此该相机也与调制对象共轭。故照相机110与光轴OA3之间的夹角与光调制器111与光轴OA2成的夹角相同，示意图上看它们是平行设置的2个器件。同时第二照相机110和第一照相机109为两种相机的位置摆放方案，实际应用时选择一种相机方案即可。

以照相机110为例进行说明，由于光调制器与光轴OA3之间具有一定夹角，因此由样品10发出的调制信号，通过第四分光器108反射到照相机109时，像面与相机像面会呈一定角度。当样品10位置相对于显微镜焦平面改变时，上图中调制对象所在平面会与照相机像面相交于不同的点，因此照相机的像面就具有了“刻度”信息，该信息反应了显微镜焦平面的位置信息，同时由于样品发出的调制信号实际上反应的是样品与玻片交界处的空间位置的信息，因此，应当在焦平面位于该位置时，相机能够获得清晰的像，或者说当焦平面在样品与玻片交界处上下一定的小范围内，成像质量应当是最清晰的，调制信号强度幅值应当最大。

当对焦辅助光经过光调制器后，调制信号具有了粗、细条纹两类信息，粗条纹尺寸设置为大于该系统的光学分辨能力，因此样品10与载物台6之间的信息，即光刻胶与玻片之间的信息会通过粗条纹信息被传递给对焦相机，该信息包含了背景噪声以及杂质干扰信号等信息，由于系统具有分辨该尺寸的光学分辨力，因此一定能够在对焦相机上找到使粗条纹呈清晰像的位置，即焦平面的位置。设置细条纹的原因是光刻胶中可能会有一定的杂质或其他干扰物质使得返回的调制信号出现异常的高幅值的点信息，这些信息会干扰对焦过程甚至导致对焦失败，因此设置细密的条纹以实现类似对较大范围内进行采样的效果，同时由于细条纹的宽度超出了该系统的光学分辨能力，因此反应在对焦相机上即为永远无法获得清晰的成像，该信号可作为背景参考信号，以结合粗条纹信号来去除背景噪声以及杂质的干扰。

因此，采用实施例一精密夹具并结合上述对焦测量模块，使双光子聚合设备在高速直写跨尺度样品时，样品的待加工区域始终保持在焦深范围内，从而实现以双光子聚合激光直写为基础的跨尺度高精度微加工，兼顾亚微米尺度的加工精度和厘米级别的整体结构。

为了更好的说明本发明，现对精密夹具的使用以及调平方法进行如下举例说明：

(1)样品通过滴加或旋涂方式均匀分布在玻片上方，玻片水平放置于载物台凹槽处，通过压块与载物紧密接触，压块与载物台通过通过强磁铁吸附连接，易于更换样品；载物台通过延长筒和连接件与调平模块上表面刚性连接，载物台与延长筒通过强磁铁吸附连接，易于更换载物台；

(2)执行加工前，在驱动器的控制下，XY轴移动平台带动Z轴位移台和夹具沿X轴、Y轴方向移动，对焦测量模块采集玻片和样品待加工区域的高度信息，光调制器对辅助光源进行调制，CCD监控系统通过对调制信号的捕捉、分析实现对焦高度测量，并根据预设的程序计算得到载物台的水平度和平整度误差，得出微调器所需运动形成，由驱动器控制电动微调器调节载物台的高度和水平度，多次迭代后实现载物台的工作面与入射光轴垂直；

(3)跨尺度加工时，通过对焦测量模块对加工高度并驱动Z轴位移台实时校准，样品待加工区域始终保持在焦深范围内。

实施例三

一种机器可读存储介质，所述机器可读存储介质存储有机器可执行指令，所述机器可执行指令在被处理器调用和执行时，所述机器可执行指令促使所述处理器实现如上所述的一种用于跨尺度双光子聚合加工的样品调平方法。

相关技术方案同实施例二，在此不再赘述。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种用于跨尺度双光子聚合加工的样品精密夹具，其特征在于，包括：固定连接的XY轴移动平台(1)、Z轴位移台(2)和基板(3)，设置于所述基板(3)上的微调组件(4)，过渡组件(5)，以及载物台(6)；其中，所述过渡组件(5)的一端固定于所述微调组件(4)上、另一端固定所述载物台(6)；

所述XY轴移动平台(1)用于驱动所述Z轴位移台(2)和所述基板(3)沿X轴和Y轴方向移动；所述Z轴位移台(2)用于驱动所述基板(3)以带动所述微调组件(4)、所述过渡组件(5)和所述载物台(6)沿Z轴方向移动；所述微调组件(4)用于通过驱动所述过渡组件(5)以带动所述载物台(6)实现水平度和平面度的调整；

所述微调组件(4)包括电动微调器(41)、固定板(42)、平衡板(43)和弹簧固定器(44)；

其中，所述固定板(42)和所述平衡板(43)之间通过相对所述固定板(42)中心轴对称分布的两个所述弹簧固定器(44)连接；相对所述中心轴对称分布的三个所述电动微调器(41)穿过所述固定板(42)并与所述平衡板(43)球接触连接，同时每个所述电动微调器(41)与所述固定板(42)刚性连接，所述固定板(42)和所述平衡板(43)之间的每个所述电动微调器(41)所在位置处的板间距可通过外接驱动器控制所述电动微调器(41)进行调节；所述平衡板(43)与所述过渡组件(5)的所述一端固定连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于跨尺度双光子聚合加工的样品精密夹具，其特征在于，所述基板(3)呈中部镂空状，所述微调组件(4)悬空在所述基板(3)的中部镂空的上部并与所述基板(3)通过L型板固定连接；

所述微调组件(4)中的所述平衡板(43)呈中部镂空状、所述固定板(42)呈L型，所述固定板(42)与所述平衡板(43)的边缘连接；所述过渡组件(5)包括延长筒(51)，所述延长筒(51)穿过所述平衡板(43)的中部镂空且所述延长筒(51)的一端固定于所述平衡板(43)上、另一端固定所述载物台(6)。

3.根据权利要求2所述的一种用于跨尺度双光子聚合加工的样品精密夹具，其特征在于，所述延长筒(51)的两端不封闭。

4.根据权利要求2或3所述的一种用于跨尺度双光子聚合加工的样品精密夹具，其特征在于，所述过渡组件(5)还包括相互叠放固定的第一连接板(52)和第二连接板(53)；

其中，根据实际所需的载物台水平度和平面度调节精度，确定所述第一连接板(52)和所述第二连接板(53)的相互接触的一面的光滑度以及所述叠放的紧密度；所述第一连接板(52)与所述平衡板(43)固定连接，所述第二连接板(53)与所述延长筒(51)的所述一端固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种用于跨尺度双光子聚合加工的样品精密夹具，其特征在于，所述精密夹具还包括提杆(7)，所述提杆(7)固定于所述第二连接板(53)上部，用于取放所述延长筒(51)。

6.根据权利要求1至3任一项所述的一种用于跨尺度双光子聚合加工的样品精密夹具，其特征在于，所述载物台(6)通过多个第一强磁铁(61)与所述过渡组件(5)的所述另一端固定连接。

7.根据权利要求1至3任一项所述的一种用于跨尺度双光子聚合加工的样品精密夹具，其特征在于，所述载物台(6)通过多个第二强磁铁(62)与样品固定连接。

8.一种用于跨尺度双光子聚合加工的样品调平方法，其特征在于，包括：

采用对焦测量模块，对焦并采集如权利要求1至7任一项所述的一种用于跨尺度双光子聚合加工的样品精密夹具中载物台和样品之间的相对高度；基于所述相对高度，计算载物台的水平度和平整度误差，并驱动所述精密夹具中的电动微调器调平；通过多次迭代后实现所述载物台的工作面与由所述对焦测量模块发射的入射光轴垂直；

当执行跨尺度加工时，采用所述对焦测量模块实时采集加工高度，并驱动所述精密夹具的Z轴位移台进行加工高度实时校准，使得样品待加工区域始终保持在焦深范围。

9.一种机器可读存储介质，其特征在于，所述机器可读存储介质存储有机器可执行指令，所述机器可执行指令在被处理器调用和执行时，所述机器可执行指令促使所述处理器实现如权利要求8所述的一种用于跨尺度双光子聚合加工的样品调平方法。

Images