三维激光直写工艺依赖双光子吸收的原理进行结构的直写加工,由于加工的结构具有可任意调控的三维空间构型以及亚微米的最小特征尺寸,从而在光学、微机电等领域具有广阔的应用前景。然而相关设备面临加工速度慢,可选材料少的问题,限制了其实际应用价值。而德国的Nanoscribe公司近期推出了基于双光子吸收的双光子灰度无掩模光刻系统。该系统将微纳增材制造与超高速体素大小调节结合在一起,通过双光子吸收实现增材制造,通过激光功率的实时调控技术进行对体素大小的控制,进而可以加工具有复杂几何形状的灰度结构。该系统工作不需要掩模板、匀胶过程、前/后烘工艺,便可以对复杂几何构型、离散结构进行跨尺度的加工。除此之外,该系统具有亚微米的分辨率和高速的2.5D打印速度,能够实现6英寸晶圆上灰度结构的快速获得。该系统的对于加工高度变化的光学衍射元件、超表面、光子晶体等微纳光子学器件具有重要的支撑作用。