[发明专利]散射和/或吸收介质中的多光子成像方法和制品

说明书

本公开提供一种多光子成像方法。该方法包括：a)将半浸没式显微镜物镜浸入液体介质中，该液体介质是散射性或吸收性中的至少一种；b)在一定条件下以成像方式将激光引导通过半浸没式显微镜物镜并进入液体介质，使得发生多光子吸收剂的多光子吸收并且发生可聚合化合物的至少部分聚合，从而产生制品；以及c)去除未固化的可聚合化合物以清洁制品。液体介质包含可聚合化合物、次级组分和多光子吸收剂。还提供了一种制品。制品包含限定一个或多个曲折或弓形通道、一个或多个内部建筑空隙、一个或多个底切、一个或多个穿孔或它们的组合的材料，其中至少一者表现出1.0微米R_a或更小的表面粗糙度。

技术领域

本公开广义地涉及多光子成像方法。

背景技术

在显微镜中，物镜(有时在本领域中称为物端透镜)是光学元件，该光学元件收集来自被观察的物体的光并将光线聚焦以产生真实图像。例如，显微镜的物端透镜是接近样品的底端物镜。最简单地说，物镜是非常高倍率的放大镜，具有非常短的焦距。物镜非常靠近被检查的试样，使得来自试样的光在显微镜筒内部聚焦。显微镜物镜本身通常大体上是圆柱形或管状的，并且含有通常由玻璃制成的限制在保护筒内的一个或多个透镜。显微镜物镜通常具有光学入口和光学出口，通常沿其纵向轴线的相反的两端居中。光学入口和光学出口由在它们之间延伸穿过显微镜物镜的光路连接。

显微镜物镜通常由两个参数表征：放大率和数值孔径。分别而言，前者通常范围为4x至100x，而后者在约0.1到1.4的范围内，并且焦距为约30毫米到约200微米。类似地，数值孔径在约0.1到1.4范围内的显微镜物镜通常具有数毫米到约210微米的相应工作距离(即，显微镜物镜与发生成像的焦点之间的距离)。类似地，对于高放大率应用，通常必须使用油浸物镜或水浸物镜。物镜被专门设计用于使用折射率匹配油或水来填充前部元件与物体之间的气隙，以允许数值孔径超过1，从而在高放大率下提供更大的分辨率。可通过油浸来实现高达1.5或甚至更高的数值孔径。具有高数值孔径(NA)和高质量的显微镜物镜通常非常昂贵。

显微镜物镜也用于在称为多光子立体光刻的过程中使激光聚焦。在该过程中，激光(通常在近红外区中)聚焦在光致聚合型组合物(通常称为“光致抗蚀剂”)中，该组合物通常支撑在基底上或瓮中。光致聚合型组合物含有多光子吸收化合物，并且激光器具有足够高的功率，使得两个(或不那么典型地，超过两个)光子基本上由多光子吸收化合物同时吸收，从而导致光致抗蚀剂的后续聚合。

发明内容

在第一方面，提供一种多光子成像方法。所述方法包括：a)将半浸没式显微镜物镜浸入液体介质中，所述液体介质是散射性或吸收性中的至少一种；b)在一定条件下以成像方式将激光引导通过所述半浸没式显微镜物镜并进入所述液体介质，使得发生所述多光子吸收剂的多光子吸收并且发生所述可聚合化合物的至少部分聚合，从而产生制品；和c)去除未固化的可聚合化合物以清洁所述制品。所述液体介质包含可聚合化合物、次级组分和多光子吸收剂。所述半浸没式显微镜物镜包括：i)显微镜物镜，所述显微镜物镜具有保护筒及光学入口和光学出口；和ii)保护元件，所述保护元件附连到所述显微镜物镜，从而密封所述光学出口但不密封所述光学入口。所述保护元件的透明部分与所述光学出口对准。

在第二方面，提供了一种制品。所述制品包含限定一个或多个曲折或弓形通道、一个或多个内部建筑空隙、一个或多个底切、一个或多个穿孔或它们的组合的材料，其中至少一者表现出1.0微米R_a或更小的表面粗糙度。

在第三方面，本公开提供了另一种方法。所述方法包括：a)从非暂态机器可读介质中检索表示制品的3D模型的数据；b)由一个或多个处理器使用所述数据来执行与制造装置交接的3D打印应用程序；以及c)由所述制造装置生成所述制品的物理对象。所述制品包括通过液体介质的至少部分聚合获得的凝胶化制品，所述液体介质是散射性或吸收性中的至少一种，所述液体介质包含可聚合化合物、次级组分和多光子吸收剂。