制备具有双周期纳米结构细胞衬底的激光干涉光刻系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种制备具有双周期纳米结构细胞衬底的激光干涉光刻系统，包括：激光器，用于发出激光；分光系统，包括刻有周期性纳米柱阵列元件、周期性纳米孔阵列元件或光栅阵列元件的光刻胶或石英，用于将射入的激光均分成光束阵列；其中，多光束阵列分为入射光束和调制光束；光束整形系统，包括高反镜和调制器；高反镜将入射光束和反射光束反射至曝光系统；其中，入射光束和反射光束进入曝光系统前还经过调制器，调制器调整光束光强和偏振角度；曝光系统，对射入的光束进行曝光处理；样品台，其布设在所述曝光系统下方，用于提供光束相交并形成干涉图案的平台。本实用新型专利技术的激光干涉光刻系统具有系统简单、制造成本低、加工效率高等优点。

Preparation of laser interference lithography system with double periodic nanostructured cell substrate

The utility model discloses a laser interferometric lithography system for preparing a cell substrate with a double-period nanostructure, comprising a laser for emitting lasers and a spectroscopic system comprising a photoresist or quartz etched with a periodic nanocolumn array element, a periodic nanopore array element or a grating array element for injection. The lasers are divided into beam arrays, in which the multi-beam arrays are divided into incident beams and modulated beams, beam shaping systems, including high mirrors and modulators, high mirrors reflect incident beams and reflected beams to the exposure system, in which the incident beams and reflected beams are modulated and modulated before entering the exposure system. The whole beam intensity and polarization angle; the exposure system, which exposes the incoming beam; the sample table, which is arranged below the exposure system, is used to provide a platform for intersecting beams and forming interference patterns. The laser interference lithography system of the utility model has the advantages of simple system, low manufacturing cost and high processing efficiency.

【技术实现步骤摘要】
制备具有双周期纳米结构细胞衬底的激光干涉光刻系统
本技术涉及光刻系统，具体涉及一种制备具有双周期纳米结构细胞衬底的激光干涉光刻系统。
技术介绍
细胞与材料相互作用是生物材料领域的重大基本科学问题。20世纪70年代，用于生物分子和细胞的图案化技术已开始出现。人们发现基底的形貌和物理性质会对细胞的功能产生很大的影响，例如周期型结构图案可以调节细胞对基底的粘附性。而且大部分高等动物细胞(除血球细胞等少数几种细胞)都是贴壁生长的，这为图案化技术在生物学领域的应用奠定了基础。随着原子力显微镜的发展，人们对细胞操纵的技术越来越成熟，图案化能将细胞精确定位在表面，进行更精准的测量。而且这也在很大程度上促进细胞传感器和分子传感器的发展。目前，制备功能化细胞培养基底方法主要有表面修饰方法、电化学法、自组装法、激光干涉光刻法等。表面修饰方法虽然应用比较广泛，但设备比较昂贵。电化学法和自组装法虽然价格相对有优势，但工艺复杂，不适合工业化生产。激光干涉光刻法在MEMS的制造上已经有了极为成熟的商业化工艺，而利用多光束干涉原理的直接激光干涉光刻方法在制备微纳结构上工艺简单，价格低廉，灵活性高，而且最重要的是制备单个基底的耗时短。利用激光干涉光刻方法制备可定位操控与电位测量功能化细胞培养基底适合产业化。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本技术提供了一种制备具有双周期纳米结构细胞衬底的激光干涉光刻系统，光束经分光系统、光束整形系统、曝光系统，在样品台上成形为双周期纳米结构衬底，适于产业化生产。本技术解决技术问题所采用的技术方案如下：一种制备具有双周期纳米结构细胞衬底的激光干涉光刻系统，包括：激光器，用于发出激光；分光系统，包括刻有周期性纳米柱阵列元件、周期性纳米孔阵列元件或光栅阵列元件的光刻胶或石英，用于将射入的激光均匀分成多光束阵列；其中，所述多光束阵列分为入射光束和调制光束；光束整形系统，包括高反镜和调制器；所述高反镜将入射光束和反射光束反射至曝光系统；其中，所述入射光束和反射光束进入曝光系统前还经过调制器，所述调制器调整入射光束和反射光束的光强和偏振角度；曝光系统，对射入的光束进行曝光处理；样品台，其布设在所述曝光系统下方，用于提供光束相交并形成干涉图案的平台。优选的是，所述调制器包括四分之一波片和偏振片。优选的是，所述激光器为He-Ne激光器。优选的是，所述偏振角度调整范围为0-360°。本技术的有益效果是：(1)有效相干光束阵列能量的均匀分布扩大了光束整形系统对于光强调节的选择范围，增大了整个激光干涉光刻系统的灵活性；(2)分光系统利用表面存在周期性纳米柱阵列、纳米孔阵列或光栅阵列的光刻胶或者石英元件的分波前分光方式，能够使分光系统简化为一个元件，减小了系统的组建难度。(3)一次曝光获得双重周期纳米结构，其他光刻技术须要多道工序完成双重结构的加工制造，具有系统简单、制造成本低、加工效率高等优点；(4)使用方式灵活多样，通过调整入射光束和调制光束的入射角、方位角、光强和偏振角，可实现不同结构类型的双重周期纳米结构，以满足调控不同种类、大小的细胞粘附性的需求。附图说明图1本技术的激光干涉光刻系统的结构简图。图2本技术的激光干涉光刻系统的一种实现形式的结构简图。图3为图2的实施例形成的周期性结构图。图4本技术的激光干涉光刻系统的另一种实现形式的结构简图。图5为图4的实施例形成的周期性结构图。图6本技术的激光干涉光刻系统的另一种实现形式的结构简图。图7为图6的实施例形成的周期性结构图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本技术做进一步详细说明。如图1所示的一种制备具有双周期纳米结构细胞衬底的激光干涉光刻系统，包括：激光器1、分光系统2、光束整形系统3、曝光系统4和样品台5，激光器1，用于发出激光；分光系统2包括刻有周期性纳米柱阵列元件、周期性纳米孔阵列元件或光栅阵列元件的光刻胶或石英，用于将射入的激光均匀分成多光束阵列；其中，所述多光束阵列分为入射光束6和调制光束7；入射光束6和调制光束7的空间角相同，但入射角不同。光束整形系统3，包括高反镜31和调制器；所述高反镜31将入射光束6和反射光束7反射至曝光系统4；其中，所述入射光束6和调制光束7进入曝光系统4前还经过调制器，所述调制器调整入射光束6和调制光束7的光强和偏振角度；曝光系统4由固体材料组成，如光刻胶、金属、半导体材料或金属位移平台，对射入的光束进行曝光处理；样品台5布设在所述曝光系统4下方，用于提供光束相交并形成干涉图案的平台。在另一实施例中，所述调制器包括四分之一玻片32和偏振片33，四分之一玻片32用于精确控制入射光束6和调制光束7的光强，使每束光强连续可调；偏振片33用于精确控制入射光束6和调制光束7的偏振状态，偏振角从0°-360°连续可调，通过调整入射光束和调制光束的入射角、方位角、光强和偏振角，可实现不同结构类型的双重周期纳米结构，以满足调控不同种类、大小的细胞粘附性的需求。在另一实施例中，所述激光器1为633nm的He-Ne激光器，发出激光。实施例一：由633nm的He-Ne激光器1发出的激光经过分光系统2后，其中，分光系统2为光刻胶制备的周期性光栅阵列元件，分成一个1×1的有主极大光束阵列和两个1×1次级大光束阵列，三束光为有效相干光束，在空间中分布在同一方上，其余低能量的无效相干光束在图中不予显示。其中次级大光束阵列的空间角关于系统中心轴对称分布，即为0°和180°。利用高反镜31将主极大光束阵列作为调制光束7，使其的空间角与两束入射光束6的空间角相同，但入射角不同。入射光束6的入射角为6°，调制光束7的入射角为9°，通过波片32和偏振片33精确控制各光束的光强和偏振角度，在干涉场形成特定条件下的双重结构。图3示出的光栅结构呈现大、小周期的双重结构。实施例二：如图4所示，由633nm的He-Ne激光器1发出的激光经过由光刻胶制备的周期性纳米孔阵列元件，即分光系统1，之后分成2×2的有效相干光束阵列，该四束光的空间角围绕系统中心轴对称分布，即为0°，90°，180°，270°。其中一个光束作为调制光束7，利用高反镜31使其余三个光束作为入射光束6，入射光束6的空间角围绕系统中心轴对称分布于，即为0°、120°、240°，调制光束7的空间角与三束入射光束6的空间角相同，但入射角不同。入射光束6的入射角为6°，调制光束7的入射角为9°，通过波片32和偏振片33精确控制各光束的光强和偏振角度，在干涉场形成特定条件下的双重结构。图5示出了干涉结构是以光栅为大周期，光栅上以点阵为小周期的双重结构。实施例三：如图6所示，由633nm的He-Ne激光器1发出的激光经过由光刻胶制备的周期性纳米孔阵列元件(即分光系统2)之后，分成六束呈正六边形分布的有效相干光束阵列，六束光的空间角围绕系统中心轴对称分布，即为0°，60°，120°，180°，240°，300°。将其中三束光束作为调制光束7，剩余的三束光束为入射光束6，利用高反镜31使入射光束6的空间角围绕系统中心轴对称分布，即为0°、120°、240°。调制光束7的空间角与三束入射光各自的空间角相同，但入射角不同。入射光束入射角为6°，调制光束入射角为9°，通过波片本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备具有双周期纳米结构细胞衬底的激光干涉光刻系统，其特征在于，包括：激光器，用于发出激光；分光系统，包括刻有周期性纳米柱阵列元件、周期性纳米孔阵列元件或光栅阵列元件的光刻胶或石英，用于将射入的激光均匀分成多光束阵列；其中，所述多光束阵列分为入射光束和调制光束；光束整形系统，包括高反镜和调制器；所述高反镜将入射光束和反射光束反射至曝光系统；其中，所述入射光束和反射光束进入曝光系统前还经过调制器，所述调制器调整入射光束和反射光束的光强和偏振角度；曝光系统，对射入的光束进行曝光处理；样品台，其布设在所述曝光系统下方，用于提供光束相交并形成干涉图案的平台。

【技术特征摘要】
1.一种制备具有双周期纳米结构细胞衬底的激光干涉光刻系统，其特征在于，包括：激光器，用于发出激光；分光系统，包括刻有周期性纳米柱阵列元件、周期性纳米孔阵列元件或光栅阵列元件的光刻胶或石英，用于将射入的激光均匀分成多光束阵列；其中，所述多光束阵列分为入射光束和调制光束；光束整形系统，包括高反镜和调制器；所述高反镜将入射光束和反射光束反射至曝光系统；其中，所述入射光束和反射光束进入曝光系统前还经过调制器，所述调制器调整入射光束和反射光束的光强和偏振角度；曝光...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鹤峰，王作斌，刘梦楠，翁占坤，宋正勋，
申请(专利权)人：长理纳米生物技术长春有限公司，
类型：新型
国别省市：吉林,22