CN214395428U - 一种微纳打印装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种微纳打印装置，包括光源模块、扫描模块、显微打印模块和计算机；光源模块包括多芯光纤飞秒激光器和光开关，多芯光纤飞秒激光器发出的光束形成空间点阵排列的光点，光开关控制每个光点独立地开启和闭合；扫描模块将光开关打开的光点扫描至显微打印模块；显微打印模块，根据计算机设计的微纳结构，利用扫描模块扫描的光点对感光材料进行分层并行光刻；计算机设计微纳结构，并控制光开关、扫描模块以及显微打印模块的动作。本申请的微纳打印装置中，在保证打印速度的同时大大提高光斑质量和打印精度。

Description

一种微纳打印装置

技术领域

本实用新型涉及激光微纳加工技术领域，特别是涉及一种微纳打印装置。

背景技术

双光子3D打印是一种新型的激光直写技术，可以应用在许多高精尖领域，如：微纳光子学、微电子系统、微流控、生物医学以及微型器件等。双光子3D打印技术，使用飞秒激光器的非线性效应，对感光材料(如：光敏树脂材料）进行选择性的聚合，产生微米或纳米尺度的微结构，可以实现100nm级甚至更精细的精密结构加工。一个典型的双光子打印系统由以下几个部分组成：（1）飞秒激光器，（2）扫描系统，（3）光学聚焦器件，（4）光强控制元件以及光开关，（5）控制计算机。激光光束由飞秒激光器发出，经过光强控制元件和光开关，由光学聚焦器件紧聚焦到光刻胶内部，焦点处的光刻胶会发生双光子聚合效应从而由液态转变为固态，通过软件控制扫描系统使得激光焦点在光刻胶内部逐层扫描，实现3D打印。

目前商业化的双光子3D打印机大多基于逐点扫描原理，虽然逐点扫描可以获得更高的分辨率，但打印速度较慢。基于上述问题，有研究提出使用衍射光学元件对飞秒激光光束进行分光，可以实现并行激光直写，但衍射光学元件会使光斑质量变差，且会引入色散使飞秒激光脉冲展宽降低打印精度。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种微纳打印装置，采用并行光刻技术方案，在保证加工精度的同时一次性加工多个相同结构，大大提高打印速度，并保证光斑质量。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种微纳打印装置，包括光源模块、扫描模块、显微打印模块和计算机；

所述光源模块，包括多芯光纤飞秒激光器和光开关，所述光开关设置在所述多芯光纤飞秒激光器的输出光路上；所述多芯光纤飞秒激光器发出的光束形成空间点阵排列的光点，所述光开关控制每个光点独立地开启和闭合；

所述扫描模块，将所述光开关打开的光点扫描至所述显微打印模块；

所述显微打印模块，根据计算机设计的微纳结构，利用扫描模块扫描的光点对感光材料进行分层并行光刻；

所述计算机，设计微纳结构，根据微纳结构控制光开关、扫描模块以及显微打印模块的动作。

在一种可选地实施例中，所述多芯光纤飞秒激光器包括依次连接的振荡器、一级放大器、二级放大器和倍频装置；

所述振荡器包括依次连接的LD1泵浦、第一波分复用器、第一增益光纤、第一隔离器、偏振控制器、可饱和吸收体和分束器，其中第一波分复用器输入端分别与LD1泵浦、分束器连接，所述第一波分复用器、第一增益光纤、第一隔离器、偏振控制器、可饱和吸收体和分束器构成环路形成振荡腔产生种子激光，所述分束器输出端与一级放大器连接；

所述一级放大器包括依次连接的第二隔离器、第二增益光纤、第二波分复用器、环形器和光纤型啁啾光栅，所述第二隔离器输入端与分束器输出端连接，所述振荡器产生的种子激光经过所述第二隔离器进入一级放大器；所述第二波分复用器与LD2泵浦连接，LD2泵浦为一级放大器提供能量，所述环形器的输出端与所述二级放大器连接；

所述二级放大器包括依次连接的第三隔离器、第三波分复用器和第三增益光纤，所述第三波分复用器与LD3泵浦连接，LD3泵浦为二级放大器提供能量，所述第三增益光纤输出端与所述倍频装置连接；

其中所述第一增益光纤为多芯光纤时，第二增益光纤与第三增益光纤均为多芯光纤；

或所述第一增益光纤和第二增益光纤为单模光纤，所述第三增益光纤为多芯光纤；

或所述第一增益光纤为单模光纤，所述第二增益光纤和第三增益光纤为多芯光纤。

在一种可选地实施例中，所述多芯光纤飞秒激光器包括飞秒激光器和设置在所述飞秒激光器输出光路上的多芯光纤分束装置，所述飞秒激光器发出的光束经过多芯光纤分束装置的调制，形成空间点阵排列的光点。

在一种可选地实施例中，所述多芯光纤分束装置包括多芯光纤，所述飞秒激光器与所述多芯光纤之间设有第一非球面透镜，所述多芯光纤与所述光开关之间设有第二非球面透镜。

在一种可选地实施例中，所述光开关为液晶光阀、空间光调制器或光阑，位于经多芯光纤飞秒激光器调制而形成的光点的点阵平面上。

在一种可选地实施例中，所述光开关与所述扫描模块之间设有功率控制元件，用于控制经过所述光开关打开的光点的功率。

在一种可选地实施例中，所述显微打印模块包括：

物镜，对所述扫描模块扫描的光点点阵进行会聚；

压电平台，具有压电陶瓷，将会聚后的光点点阵定位到感光材料的特定深度；

二维移动平台，承载感光材料，受控于计算机，根据计算机设计的微纳结构移动感光材料的位置。

在一种可选地实施例中，所述显微打印模块具有监控装置，所述监控装置包括：

监控光源，照明感光材料；

相机，与计算机通信，实施监控光刻过程并传输给计算机。

在一种可选地实施例中，所述扫描模块包括设置在光开关输出光路上的二维振镜、以及依次设置在二维振镜输出光路上的扫描透镜和套筒透镜。

本实用新型所提供的一种微纳打印装置，包括光源模块、扫描模块、显微打印模块和计算机；所述光源模块，包括多芯光纤飞秒激光器和光开关，所述光开关设置在所述多芯光纤飞秒激光器的输出光路上；所述多芯光纤飞秒激光器发出的光束形成空间点阵排列的光点，所述光开关控制每个光点独立地开启和闭合；所述扫描模块，将所述光开关打开的光点扫描至所述显微打印模块；所述显微打印模块，根据计算机设计的微纳结构，利用扫描模块扫描的光点对感光材料进行分层并行光刻；所述计算机，设计微纳结构，根据微纳结构控制光开关、扫描模块以及显微打印模块的动作。

本申请的微纳打印装置中，采用多芯飞秒激光器形成空间点阵排列的光点，通过光开关控制光点的开启与关闭，扫描模块将打开的光点扫描至显微打印模块中；显微打印模块根据计算机设计的微纳结构，利用扫描的若干光点对感光材料同时进行光刻，实现对感光材料的并行光刻，提高光刻效率，并可快速实现大尺寸或特殊功能的三维微纳光学器件制作，大大提高打印速度，保证光斑质量和打印精度。相对于现有技术中采用衍射光学元件调制而形成的点阵光源而言，采用多芯光纤飞秒激光器，在保证打印速度的同时大大提高光斑质量和打印精度。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为传统的微纳打印装置结构示意图。

图2为本申请实施例提供的微纳打印装置结构示意图。

图3为本申请实施例提供的多芯光纤飞秒激光器结构示意图。

图4为本申请实施例提供的另一多芯光纤飞秒激光器结构示意图。

图5为本申请实施例提供的一种多芯光纤。

具体实施方式

传统的微纳打印装置如图1所示，包括光源模块01、扫描振镜模块02、显微打印系统03和计算机04，光源模块发出的光束照射到扫描振镜模块，通过扫描振镜模块进行扫描进入显微打印系统，进行微纳结构的打印。其中，光源模块01包括飞秒激光器和相位型体全息光学元件，相位型体全息光学元件对飞秒激光器发出的飞秒激光进行调制，形成若干呈空间点阵排列的光点，进行多点扫描曝光光刻。采用相位型体全息光学元件（即衍射光学元件）对飞秒激光器激光光束进行分光，虽然可以实现并行激光直写，但衍射光学元件会使光斑质量变差，且会引入色散使飞秒激光脉冲展宽，降低打印精度。

为此，本申请提供的微纳打印装置，在提高光刻效率、打印速度的同时，在一定程度上提高光斑质量和打印精度。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图2所示，图2为本申请实施例提供的微纳打印装置结构示意图，该微纳打印装置可以包括：光源模块1、扫描模块2、显微打印模块3和计算机4；

所述光源模块1，包括多芯光纤飞秒激光器11和光开关12，所述光开关12设置在所述多芯光纤飞秒激光器11的输出光路上；所述多芯光纤飞秒激光器11发出的光束形成空间点阵排列的光点，所述光开关12控制每个光点独立地开启和闭合；

所述扫描模块2，将所述光开关12打开的光点扫描至所述显微打印模块3；

所述显微打印模块3，根据计算机4设计的微纳结构，利用扫描模块扫描的光点对感光材料进行分层并行光刻；

所述计算机4，设计维纳结构，根据微纳结构控制光开关12、扫描模块2以及显微打印模块3的动作。

光开关12用于控制多芯激光器11形成的空间点阵排列的光点，能够独立控制每个光点的开启和闭合。一般可以采用光阑、液晶光阀或空间光调制器，与计算机4相连，通过载入二值掩模图像，控制点阵结构中每个光点的开关。例如：液晶光阀内载入的二值掩模图像的位置与多芯激光器11调整形成的空间点阵排列的光点位置相对应，通过调整二值掩模图像可以独立控制特定光点是否可以透过，液晶光阀充当光点的开关。光开关12可以为振幅型空间光调制器，位于经多芯激光器11调制而形成的光点的点阵平面上。

如图2所示，光源模块1包括多芯光纤飞秒激光器11和光开关12，光开关12设置在多芯光纤飞秒激光器11的输出光路上；所述多芯光纤飞秒激光器11发出的光束形成空间点阵排列的光点，所述光开关12控制每个光点独立地开启和闭合；所述扫描模块2负责控制光束在样品上进行扫描，将所述光开关12打开的光点扫描至显微打印模块3；所述显微打印模块3负责将光束聚焦到样品表面，根据计算机4设计的微纳结构，利用扫描模块2扫描的光点对感光材料进行分层并行光刻，实时显示打印效果；所述计算机设计维纳结构，根据微纳结构控制光开关12、扫描模块2以及显微打印模块3的动作，并显示显微模块获取的图像。

基于图2可以确定本申请中所提供的微纳打印装置相对于常规的采用衍射光学元件衍射成若干个呈点阵排列的光点的微纳打印装置而言，采用多芯光纤飞秒激光器11代替衍射光学元件，在一定程度上提高了光斑质量，有效解决因引入色散使飞秒激光脉冲展宽造成打印精度低的技术问题，保证光斑质量的同时大大提高打印精度。

在本申请的一种可选地实施例中，如图3所示，图3为本申请实施例提供的多芯光纤飞秒激光器11结构示意图。该多芯光纤飞秒激光器11包括飞秒激光器101和设置在所述飞秒激光器101输出光路上的多芯光纤分束装置，所述飞秒激光器101发出的光束经过多芯光纤分束装置的调制，形成空间点阵排列的光点。所述多芯光纤分束装置包括多芯光纤102，所述飞秒激光器101与所述多芯光纤102之间设有第一非球面透镜103，所述多芯光纤102与所述光开关12之间设有第二非球面透镜104。所述飞秒激光器101可以产生波长780nm，脉冲宽度200fs左右的飞秒激光。所述飞秒激光器101出射的单光束飞秒激光在第一非球面镜103的作用下汇聚，耦合进多芯光纤102的中心纤芯，在激光功率处于多芯光纤的线性区间时，激光将在多芯光纤的中心纤芯和周围纤芯中同时传播，且中心纤芯和周围纤芯中的能量接近，多芯光纤分束产生的激光经第二非球面透镜104被准直成平行光光，实现多束飞秒激光平行传输。

如图3所示，本实施例中多芯光纤飞秒激光器11包括飞秒激光器和设置在所述飞秒激光器101输出光路上的多芯光纤分束装置，所述多芯光纤分束装置包括多芯光纤102、设置在飞秒激光器与多芯光纤102之间的第一非球面透镜103、以及设置在多芯光纤102与光开关12之间的第二非球面透镜104，在第一非球面镜103将飞秒激光器101出射的单光束汇聚并耦合进多芯光纤，经多芯光纤出射的激光通过第二非球面透镜104形成平行光束，最终调制形成空间点阵排列的光点，实现多光束并行光刻，提高打印速度的同时，保证光斑质量，并大大提高打印精度。

在本申请的一种可选地实施例中，如图4所示，图4为本申请实施例提供的另一多芯光纤飞秒激光器结构示意图。该多芯光纤飞秒激光器11包括依次连接的振荡器201、一级放大器202、二级放大器203和倍频装置204；

所述振荡器201包括依次连接的LD1泵浦211、第一波分复用器212、第一增益光纤213、第一隔离器214、偏振控制器215、可饱和吸收体216和分束器217，其中第一波分复用器212输入端分别与LD1泵浦211、分束器214连接，所述第一波分复用器212、第一增益光纤213、第一隔离器214、偏振控制器215、可饱和吸收体216和分束器217构成环路形成振荡腔产生种子激光，所述分束器217输出端与一级放大器202连接；

所述一级放大器202包括依次连接的第二隔离器221、第二增益光纤222、第二波分复用器223、环形器224和光纤型啁啾光栅225，所述第二隔离器221输入端与分束器217输出端连接，所述振荡器201产生的种子激光经过所述第二隔离器221进入一级放大器202；所述第二波分复用器223与LD2泵浦226连接，LD2泵浦226为一级放大器202提供能量，所述环形器224的输出端与所述二级放大器连接203；

所述二级放大器203包括依次连接的第三隔离器231、第三波分复用器232和第三增益光纤233，所述第三波分复用器232与LD3泵浦234连接，LD3泵浦234为二级放大器203提供能量，所述第三增益光纤233输出端与所述倍频装置204连接。

如图4所示，本实施例中多芯光纤飞秒激光器11主要由振荡器和两个放大器组成，多芯光纤飞秒激光器的结构与普通光纤飞秒激光器的结构相似，但其中的关键器件都更换成了配合多芯光纤的多芯器件。该多芯光纤飞秒激光器11包括依次连接的振荡器201、一级放大器202、二级放大器203和倍频装置204。LD1泵浦211是一个波长980nm半导体激光器，发射980nm激光，为振荡器201提供泵浦能量。LD1泵浦211产生的激光通过单模光纤输出，经过拉锥后的光纤腰部耦入多芯光纤中。980nm激光通过第一波分复用器212进入振荡级201，在第一增益光纤213激发出1560nm的种子光，并经第一纤隔离器214保证其传输方向只有一个，不会反向传播。偏振控制器215用来控制激光的偏振态以得到稳定的脉冲输出。可饱和吸收体216用来产生超短脉冲，产生的超短脉冲经过分束器217输出，并进入一级放大器202。一级放大器202中的第二隔离器221同样是为了控制激光方向，防止激光回传。LD2泵浦226为一级放大器202提供能量，产生的980nm激光通过第二波分复用器223进入第二增益光纤222，并与来自振荡器201的1560nm激光在第二增益光纤222中相遇，将1560nm的超短脉冲放大，放大后的1560nm激光通过环形器224在光纤型啁啾光栅225中进行展宽，随后进入二级放大器203。与一级放大类似，LD3泵浦234输入的980nm激光在第三增益光纤233中将1560nm激光进行放大，并实现1560nm的飞秒激光输出。1560nm的飞秒激光经过倍频装置204后被转化为780nm的飞秒激光，可以用于双光子3D打印。需要说明的是，本实施例中的各类波长激光能量仅为示例说明，是一种优选示例，不是具体限制。

需要说明的是，本实施例中的多芯光纤飞秒激光器11能够发出多束光束形成空间点阵排列的光点，主要实现的方法是通过振荡器201产生多芯光束或一级放大器202产生多芯光束或二级放大器203产生多芯光束，即振荡器201多芯，一级放大器202和二级203放大器也为多芯或者振荡器201单芯，一级放大器202和二级放大器203为多芯；或者振荡器301和一级放大器202为单芯，二级放大器203为多芯。

其中振荡器201产生多芯光束时，第一增益光纤213为多芯光纤，对应的第一波分复用器212、第一隔离器214、偏振控制器215和分束器217都需要相应地替换为处理多芯的波分复用器、隔离器、偏振控制器和分束器。当振荡器201产生多芯光束时，一级放大器202和二级放大器203对应的也都是多芯光束，因此，第二增益光纤222和第三增益光纤233均为多芯光纤，一级放大器202和二级放大器203中其他的部件相应地替换为处理多芯的器件。

其中，振荡器201产生单芯光束，一级放大器202产生多芯光束，对应的二级放大器203产生多芯光束时，振荡器201中的第一增益光纤213可以为普通的单模光纤，振荡器201中其它器件也不需要更改，为处理单模光纤的器件。而一级放大器202和二级放大器203产生的是多芯光束，则第二增益光纤222和第三增益光纤233均为多芯光纤，一级放大器202和二级放大器203中其它的部件相应地替换为处理多芯的器件。

其中，振荡器201和一级放大器202产生单芯光束，二级放大器203产生多芯光束时，振荡器201中的第一增益光纤213和一级放大器202中第二增益光纤222可以为普通的单模光纤，振荡器201和一级放大器202中的其它器件也不需要更改。二级放大器203中的第三增益光纤233则为多芯光纤，二级放大器203中其它的部件相应地替换为处理多芯的器件。

如图4所示，本实施例中多芯光纤飞秒激光器11直接形成空间点阵排列的光点，实现多光束并行光刻，提高打印速度的同时，保证光斑质量，并大大提高打印精度。

需要说明的是，图3和图4中的多芯光纤是在同一包层内含有多个纤芯，每个纤芯均工作在单模状态。多芯光纤包括外包层1011、包芯层1012和单模纤芯1013，包芯层1012包裹所述单模纤芯1013，外包层1011设置在包芯层1012外表面。单模纤芯1013的数量不作具体限定，按照预设要求进行设置，例如，可以为五芯、七芯、十四芯、十九芯等。经过多芯光纤飞秒激光器11形成的空间点阵形状由多芯光纤内单模纤芯1013排列的形状而定，多芯光纤内单模纤芯1013排列的形状可按预设图案进行排列，不作具体限制。所述预设图案可以为圆形、正方形、长方形、三角形、正六边形或其它形状。

如图5所示，图5为十九芯光纤，单模纤芯1013排列的形状为正六边形。

进一步地，如图2所示，所述光开关12控制每个光点的开启与闭合，经过光开关12打开的光点出射的光束直接被扫描模块2接收，没有控制光束的功率，不同的功率对应不同的光束大小，而光束大小影响打印精度。如果光束功率过大，则会聚光斑的焦点处达到双光子聚合阈值的区域较大，降低打印精度；如果光束功率过小，有可能不能达到双光子聚合的阈值，将无法进行加工。

因此，为解决上述的问题，在本申请的一种可选地实施例中，如图2所示，在所述光开关12与所述扫描模块2之间设置功率控制元件13，所述功率控制元件13能够控制光点的功率，使得经过光开关12打开的光点所出射的光束满足对应打印精度的功率要求，确保微纳打印装置的打印精度。

由此，通过功率控制元件13控制光点的功率，使得经过光开关12打开的光点所出射的光束满足对应打印精度的功率要求，在很大程度上避免了因光束功率过大而导致打印精度低或因光束功率过小不能进行光刻打印的问题，保证了微纳打印装置的打印精度，提高打印产品合格率。

进一步地，在本申请的一种可选地实施例中，如图2所示，所述扫描模块包括设置在光开关12输出光路上的二维振镜21、以及依次设置在二维振镜21输出光路上的扫描透镜22和套筒透镜23。本发明的二维振镜21选用高精度、高速度的二维扫描振镜，可以精确的进行x方向和y方向两个维度的扫描，能够改变空间点阵排列的光点照射到其上的光的方向。所述二维振镜21可编程控制，根据设计的微纳结构对光点点阵进行快速扫描控制。所述扫描透镜22和套筒透镜23构成远心系统，减少成像失真。

进一步地，在本申请的一种可选地实施例中，如图2所示，所述显微打印模块3，包括：

物镜32，对扫描模块2扫描的光点点阵进行会聚；

压电平台33，具有压电陶瓷，承载感光材料35，将会聚后的光点点阵定位到感光材料35的特定深度；

二维移动平台34，承载压电平台33，受控于计算机4，根据计算机设计4的微纳结构移动感光材料的位置。

如图2所示，所述物镜32设置在所述套筒透镜23的输出光路上，所述压电平台设置在二维移动平台34上方，承载感光材料35；所述二维移动平台34，根据计算机设计4的微纳结构移动感光材料的位置。入射到显微打印模块3的光，通过物镜32进行会聚，会聚的光通过压电平台33的准确控制，精确地聚焦于感光材料35（如：光敏树脂材料）的某个深度位置进行双光子聚合曝光。即通过压电陶瓷原理，在不用电场驱动下，产生机械变形，将光束精确地聚焦于感光材料35的特定深度位置。

进一步地，如图2所示，为了实时监控打印过程，所述显微打印模块具有监控装置，通过监控装置可对光刻过程进行监控，实时记录光刻过程。所述监控装置包括：

监控光源36，照明感光材料35；

相机37，与计算机4通信，实施监控光刻过程并传输给计算机。

所述监控光源36为感光材料35提供照明，以便相机37拍摄感光材料的曝光过程。

如图2所示，监控光源36设置在感光材料35上方，为感光材料35提供照明，相机37设置在所述物镜32下方。为了能够使得监控光源36发出的光束照射到相机37上，在物镜32与相机37之间设置二向色镜31。所述二向色镜31倾斜设置，能够将扫描模块2输出的光束反射至物镜32上，同时能够透射监控光源36发射的光束。所述相机37与二向色镜31之间设有透镜38，监控光源36用来照亮感光材料35(如光敏树脂材料)，发射的照明光束直接透过二向色镜31，经过透镜38的会聚，照射至相机37，所述相机37收集来自感光材料35表面的照明光，实时采集光刻图像，监控和记录打印过程。

需要说明的是，所述监控光源36不作具体限制，监控光源36发出的光对感光材料而言是安全光，不会使感光材料曝光即可。所述相机37也不作具体限制，可以为CMOS或CCD相机。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。另外，本申请实施例提供的上述技术方案中与现有技术中对应技术方案实现原理一致的部分并未详细说明，以免过多赘述。

以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (9)

1.一种微纳打印装置，其特征在于，包括光源模块（1）、扫描模块（2）、显微打印模块（3）和计算机（4）；

所述光源模块（1），包括多芯光纤飞秒激光器（11）和光开关（12），所述光开关（12）设置在所述多芯光纤飞秒激光器（11）的输出光路上；所述多芯光纤飞秒激光器（11）发出的光束形成空间点阵排列的光点，所述光开关（12）控制每个光点独立地开启和闭合；

所述扫描模块（2），将所述光开关（12）打开的光点扫描至所述显微打印模块（3）；

所述显微打印模块（3），根据计算机（4）设计的微纳结构，利用扫描模块（2）扫描的光点对感光材料进行分层并行光刻；

所述计算机（4），设计微纳结构，根据微纳结构控制光开关（12）、扫描模块（2）以及显微打印模块（3）的动作。

2.如权利要求1所述的微纳打印装置，其特征在于，所述多芯光纤飞秒激光器（11）包括依次连接的振荡器（201）、一级放大器（202）、二级放大器（203）和倍频装置（204）；

所述振荡器包括依次连接的LD1泵浦（211）、第一波分复用器（212）、第一增益光纤（213）、第一隔离器（214）、偏振控制器（215）、可饱和吸收体（216）和分束器（217），其中第一波分复用器（212）输入端分别与LD1泵浦（211）、分束器（217）连接，所述第一波分复用器（212）、第一增益光纤（213）、第一隔离器（214）、偏振控制器（215）、可饱和吸收体（216）和分束器（217）构成环路形成振荡腔产生种子激光，所述分束器（217）输出端与一级放大器（202）连接；

所述一级放大器（202）包括依次连接的第二隔离器（221）、第二增益光纤（222）、第二波分复用器（223）、环形器（224）和光纤型啁啾光栅（225），所述第二隔离器（221）输入端与分束器（217）输出端连接，所述振荡器（201）产生的种子激光经过所述第二隔离器（221）进入一级放大器（202）；所述第二波分复用器（223）与LD2泵浦（226）连接，LD2泵浦（226）为一级放大器（202）提供能量，所述环形器（224）的输出端与所述二级放大器（203）连接；

所述二级放大器（203）包括依次连接的第三隔离器（231）、第三波分复用器（232）和第三增益光纤（233），所述第三波分复用器（232）与LD3泵浦（234）连接，LD3泵浦（234）为二级放大器（203）提供能量，所述第三增益光纤（233）输出端与所述倍频装置（204）连接；

其中所述第一增益光纤（213）为多芯光纤时，第二增益光纤（222）与第三增益光纤（233）均为多芯光纤；

或所述第一增益光纤（213）和第二增益光纤（222）为单模光纤时，所述第三增益光纤（233）为多芯光纤；

或所述第一增益光纤（213）为单模光纤，所述第二增益光纤（222）和第三增益光纤（233）为多芯光纤。

3.如权利要求1所述的微纳打印装置，其特征在于，所述多芯光纤飞秒激光器（11）包括飞秒激光器（101）和设置在所述飞秒激光器（101）输出光路上的多芯光纤分束装置，所述飞秒激光器（101）发出的光束经过多芯光纤分束装置的调制，形成空间点阵排列的光点。

4.如权利要求3所述的微纳打印装置，其特征在于，所述多芯光纤分束装置包括多芯光纤（102），所述飞秒激光器（101）与所述多芯光纤（102）之间设有第一非球面透镜（103），所述多芯光纤（102）与所述光开关（12）之间设有第二非球面透镜（104）。

5.如权利要求1所述的微纳打印装置，其特征在于，所述光开关（12）为液晶光阀、空间光调制器或光阑，所述光开关（12）位于经多芯光纤飞秒激光器（11）调制而形成的光点的点阵平面上。

6.如权利要求1所述的微纳打印装置，其特征在于，所述光开关（12）与所述扫描模块（2）之间设有功率控制元件（13），用于控制经过所述光开关（12）打开的光点的功率。

7.如权利要求1所述的微纳打印装置，其特征在于，所述显微打印模块（3）包括：

物镜（32），对所述扫描模块（2）扫描的光点点阵进行会聚；

压电平台（33），具有压电陶瓷，承载感光材料，将会聚后的光点点阵定位到感光材料的特定深度；

二维移动平台（34），承载压电平台（33），受控于计算机（4），根据计算机（4）设计的微纳结构移动感光材料的位置。

8.如权利要求7所述的微纳打印装置，其特征在于，所述显微打印模块（3）具有监控装置，所述监控装置包括：

监控光源（36），照明感光材料；

相机（37），与计算机（4）通信，实施监控光刻过程并传输给计算机（4）。

9.如权利要求1所述的微纳打印装置，其特征在于，所述扫描模块（2）包括设置在光开关（12）输出光路上的二维振镜（21）、以及依次设置在二维振镜输出光路上的扫描透镜（22）和套筒透镜（23）。

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