Zweiphotonenlithographie mit einer optischen Singlemode-Faser

Die Zweiphotonenlithografie ist eine etablierte optische 3D-Druck-Technologie, die typischerweise auf der Verwendung eines Mikroskops mit eingekoppeltem Femtosekundenlaser basiert. Für viele Anwendungen ist diese makroskopische Implementierung jedoch nicht praktikabel, da der 3D-Druck nicht in situ stattfinden kann, z.B. zur Geweberekonstruktion direkt im Körper. In diesem Beitrag wird eine miniaturisierte, endoskopische Implementierung eines Zweiphotonen-3D-Druckers vorgestellt: Mit einem anomal dispersiven Pulskompressor werden die Pulse eines Femtosekundenlasers zeitlich um einen Faktor 40 verbreitert um die Dispersion in einer 2,5 m langen Singlemode-Faser vorzukompensieren. Die resultierenden Femtosekundenpulse an der Spitze der Faser werden mit einem 3D-gedruckten Immersions-Mikroobjektiv mit einer numerischen Apertur von 0,63 in einen flüssigen Fotolack fokussiert. In der Fokusregion werden Voxel mit einer Auflösung im einstelligen Mikrometerbereich erreicht. Neben endoskopisch gedruckten 3D-Strukturen aus kommerziellen achrylatbasierten Fotolacken werden erste Experimente zur Realisierung von Zellgerüsten aus hydrogelbasierten Biolacken vorgestellt.