激光直寫無掩膜光刻機是一種利用圖形化DMD微鏡矩陣控制的直寫曝光光刻設備。該設備可以在無需曝光掩膜版的條件下，根據(jù)用戶研究需要，直接在光刻膠樣品表面上照射得到含有3D灰度信息的曝光圖案，為微流控、MEMS、半導體、自旋電子學等研究領域提供方便高效的微加工方案。

　　

　　此外，它還具備結構緊湊（70cm×70cm×70cm）、高直寫速度，高分辨率（XY~0.6μm）的特點。采用集成化設計，全自動控制，可靠性高，操作簡便。目前在國內擁有包括清華大學、北京大學、中國科技大學、南京大學等100余家應用單位，受到廣泛的認可和好評。

　　

　　結合直寫曝光原理，通過軟件后臺控制DMD微鏡矩陣的開合時間，或結合樣品表面的曝光深度，進而可以實現(xiàn)0-255階像素級3D灰度直寫。為上述相關研究領域內的3D線性灰度結構應用提供了便捷有效的實驗方案。

　　

　　利用激光直寫無掩膜光刻機在光刻膠樣品表面上實現(xiàn)的3D灰度直寫曝光結果，其中左上、左下為灰度設計原圖，右上、右下為對應灰度曝光結果，右上蓮花圖案實際曝光面積為380×380um，右下山水畫圖案實際曝光面積為500×500μm

　　

　　利用無掩膜光刻機的灰度直寫技術在硅基表面實現(xiàn)一系列高質量的3D灰度圖形轉移，研究人員通過調整激光直寫聚焦深度以及優(yōu)化離子刻蝕工藝，獲得具有良好側壁平滑特征的任意3D灰度結構，其側壁的表面粗糙度低于3nm，相較此前報道的其他方式所獲得的3D灰度結構，表面平滑性表現(xiàn)出顯著的優(yōu)勢。

　　

　　利用激光直寫曝光技術，不僅可以直接制備任意形狀的硅基微納灰度結構，而且可以將制備的3D結構作為模具、電鍍模板或犧牲層來應用在其他材料上，如聚合物、金屬或玻璃等。這種直觀化的激光直寫技術在諸多維納器件研究領域中表現(xiàn)出顯著的應用優(yōu)勢和開發(fā)前景。