当轻薄化成为AR光学器件持续迭代的方向、细胞级成像成为医疗内窥技术不断挺进的目标、硅光芯片逐渐成为AI算力数据传输与互联的核心载体……支撑这些变革的底层能力，始终指向纳米级三维微纳制造。

微观尺度的结构精度决定了高端应用的性能上限。而能在百纳米以下实现真三维无掩膜加工的双光子光刻技术，正是微纳制造金字塔尖的核心工具。长期以来，这条赛道被海外厂商牢牢把控，设备成本高、技术服务受限、核心工艺不开放，成为又一横亘在国内科研与高端制造面前的隐形壁垒。

如今，杭州玉之泉精密仪器（以下简称“玉之泉”）自研 MPD 系列双光子三维激光直写光刻系统，以全栈自主的硬核技术将加工精度推进至50nm，实现了从光学系统、控制软件到工艺材料的全链路突破，正在重新定义国产高端微纳光刻的技术高度。

1、突破衍射极限：从机制底层重构微纳制造

双光子非线性吸收原理（TPA，Two-Photon Absorption）

图源 Steve Ruzin and Holly Aaron, UC Berkeley

在传统单光子光刻中，光刻胶沿光束路径全程线性吸收，分辨率受光波长束缚尤其是轴向分辨率，因而常被定义为“平面工艺”，或制造2.5D结构，难以实现高精度、真正的悬空、曲面、多孔结构。

双光子聚合（TPP）技术则利用非线性光学效应，从机制底层突破衍射极限。在TPP中，光刻胶分子需同时捕获两个光子才可触发聚合。

因双光子吸收效率和光强平方成正比，聚合反应只局限于光斑焦点，生成小于光斑的三维加工体素，光束沿途在光斑焦点以外，不会产生反应。

配合飞秒激光器与光学聚焦，系统可在焦点处形成超高瞬时光功率，将单次聚合反应体积压缩至百纳米级。所以，如果说传统的投影式光刻是“光影印刷”，双光子直写式光刻就是“纳米级3D雕刻”，是目前已知精度最高的真三维制造技术之一。

2、四大核心技术，筑牢国产光刻硬实力底座

要做出高稳定、高精度的工业化设备，考验的是全系统能力。玉之泉MPD系列产品直面行业四大核心瓶颈，实现了技术级突破。

01、边缘光抑制技术：线宽稳定压缩至50nm以内

当前双光子光刻市场化产品线宽普遍在100nm以上，高斯光斑的边缘“弥散”是精度提升的核心障碍，也是国际厂商的核心技术壁垒。MPD高端机型搭载自研边缘光抑制（PPI）技术，通过抑制光束在焦斑外围形成光学暗区，精准淬灭边缘聚合反应，将原本弥散的光斑修整为边缘锐利的“超细刻刀”。

实际加工过程中，开启PPI后刻写线宽可从150nm以上稳定压缩至50nm以内，极限线宽达40nm级，精度迈入国际第一梯队，有望实现部分电子束光刻场景，支撑超表面、光子晶体等前沿器件加工。

02、多通道独立调控：破解精度与通量的行业矛盾

双光子光刻长期局限于实验室、现象级研究，最大痛点是单光束串行加工效率低，难以适配产业需求。玉之泉攻克多光束独立调控与像差校正技术，实现从双通道、十通道到万通道的技术迭代。目前万通道商用样机已顺利验收，并完成协会级成果鉴定。不同于简单光束分束，万通道技术核心在于每路光束都可独立调控能量、校正像差、同步扫描，确保全域加工精度均匀一致。

这一突破让加工效率实现数量级跃升，同时兼顾科研试样打磨与企业小批量试制，大幅降低微纳器件的研发门槛与投入成本。

03、纳米级流程闭环：全工序极致可控

微纳加工的稳定性藏在纳米级细节里。玉之泉MPD系列产品构建了完整的纳米级加工闭环：标配高精度自动寻焦，兼容玻璃、硅片等多种基底，重复精度±25nm；搭配高精度位移台与高速振镜，写场拼接精度达±200nm。从寻焦、加工到检测全流程闭环，是工业级设备区别于实验室样机的核心标志。

04、全栈自研生态体系：全链路自主可控

真正的硬科技不是器件堆叠，而是从底层到应用的全链路自主可控。玉之泉MPD系列产品从核心光学设计、运动控制到加工软件、配套光刻胶全部自主研发：硬件端自研核心光学系统与高精度运动控制平台，保障纳米级加工精度与长期运行稳定性；软件端支持虚拟投影、套刻对准、自适应层切等功能，贴合国内用户使用习惯；材料端配套自研光刻胶，同时兼容第三方商用胶、水凝胶、玻璃前驱体等多种材料，覆盖多学科加工需求。

全链路的自主可控使玉之泉既摆脱了海外技术管控束缚，也能为客户提供设备+工艺+材料的一体化解决方案。

3、落地多元赛道，赋能科研与产业双向突破

技术的价值最终在应用中兑现。凭借高精度、真三维、无掩膜、多材料兼容的核心能力，玉之泉MPD系列产品已可覆盖多类前沿赛道。

微纳光学领域

可加工高精度微透镜阵列、光纤端面光学结构，为AR/VR、光通信、医疗内窥镜提供定制化器件方案；

生物医疗领域

可制备细胞尺度的三维多孔支架，支撑组织工程、器官芯片、药物筛选等研究；

硅光与算力领域

可实现芯片间光子引线键合，为高速光模块、AI算力芯片提供关键封装制造能力。

此外，MEMS传感器、超材料、工业微纳母模、微流控芯片等领域，都能借助这项技术突破传统工艺的设计局限。

微观尺度的掌控力是高端制造竞争的核心。从150nm到50nm，从单光束到万通道，从依赖进口到全栈自研，玉之泉MPD系列产品的每一步突破，都是国产高端制造在微观尺度的扎实迈进。它让国内科研不再受限于海外设备的排期与工艺限制，让科技企业能以更低成本、更快速度验证产品构想，更意味着中国在微纳光刻这条关键赛道上，拥有了自主可控的核心装备能力。

责任编辑：kj005

文章投诉热线:157 3889 8464  投诉邮箱:7983347 16@qq.com