用于纸张打印的传统激光打印机中的激光器非常小。迄今为止，用于 3 维微结构和纳米结构的 3D 激光打印机需要大型且昂贵的激光系统。

卡尔斯鲁厄理工学院 (KIT) 和海德堡大学的研究人员现在为此使用了另一种工艺。两步吸收适用于廉价且小巧的蓝色激光二极管。因此，可以使用更小的打印机。

这项工作在Nature Photonics 中有报道（“两步吸收而不是 3D 纳米打印中的双光子吸收”）。

用两步吸收过程（左）和光学显微镜（右）打印的 3D 纳米结构的电子显微重建。（图片：Rasmus Schröder，海德堡大学，Vincent Hahn，KIT）

目前，激光打印是 3D 打印增材制造的首选方法，因为它提供了所有方法中最佳的空间分辨率并达到了极高的打印速度。

在激光打印中，聚焦的激光束被导向光敏液体。在焦点处，激光打开特殊分子的开关并触发化学反应。该反应导致材料局部硬化。通过移动焦点，可以生产任何 3D 微结构和纳米结构。

化学反应基于所谓的双光子吸收，这意味着两个光子同时激发分子，从而导致所需的化学修饰。然而，这种同时激发的情况很少发生，这就是为什么必须应用复杂的脉冲激光系统，从而导致激光打印机尺寸更大。

更紧凑的 3D 打印机得益于两步流程

当使用所谓的两步过程时，可以实现更紧凑、更小的打印机。第一个光子将分子转移到中间状态。在第二步中，第二个光子将分子从中间态转移到所需的激发态并开始化学反应。

优点：与双光子吸收相反，两个光子的吸收不一定同时发生。

对于这个过程，可以使用紧凑和低功率的连续波激光二极管。KIT 应用物理研究所 (APH) 研究的第一作者 Vincent Hahn 说。

所需的激光功率远低于传统的激光指示器。然而，印刷需要特定的光刻胶。

APH 的 Martin Wegener 教授说，这些光刻胶的开发需要数年时间，而且只有与化学家合作才有可能。

不仅更容易，而且更好

该出版物表明该想法有效，甚至比以前使用的双光子吸收更好。哈恩说。

对马丁·韦格纳来说，优势是显而易见的：使用像大手提箱一样大的飞秒激光器要好几万欧元，还是用针头那么大、成本不到十欧元的半导体激光器，差别很大。现在，3D 激光纳米打印机的其他组件也必须小型化。对我来说，一个鞋盒那么大的设备在未来几年看起来很现实。这甚至比我在 KIT 桌面上的激光打印机还要小。

通过这种方式，3D 激光纳米打印机可能会成为许多群体的负担得起的。专家们已经在谈论 3D 激光打印技术的大众化。