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雙光子3D打印，其實專業名稱應該是雙光子激光直寫技術。為了理解這項技術，首先要知道什么叫做“雙光子吸收效應”。物質對光的吸收作用我們非常熟悉，以此為基礎的造物技術也很常見，比如用紫外光照射一些光敏聚合物質，被光照射到的地方就會固化，成為固態的物體。如果您曾經利用光敏填充膠補過牙齒，就會有更直觀的感受了。
中學物理中我們曾經學到過，絕大多數物質對光的吸收都是將一個光子作為基礎單位進行的吸收的，一次只能吸收一個光子。但是實際上，極少數情況下，由于物質中存在特殊的能級躍遷模式，也會出現同時吸收兩個光子的情況，這就是“雙光子吸收效應”。但雙光子吸收的條件非常苛刻，它要求特定的物質和*的能量密度。
通常情況下，物質與光的相互作用是一種線性作用。常見的物體，如一塊玻璃或一杯水，對特定波長的光透過率是一定的，吸收率也是一定的，這個比例并不會隨著光強度變化而變化，因此這種作用是線性的。但是雙光子吸收卻是一種三階非線性效應，即隨著光能量密度的增加，該效應會隨之加強。
這種非線性的雙光子吸收效應使得微納尺度的3D打印成為可能。既然只有當光強達到一定值，才會出現明顯的雙光子吸收效應，那么若是將激光聚焦，則可以將反應區域局域在焦點附近極小的位置。通過納米級精密移動臺，使得該焦點在光敏物質內移動，焦點經過的位置，光敏物質變性、固化，因此可以打印任意形狀的3D物體。
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