Ultrafast laser 3D lithography based on non-linear light–matter interactions, widely known as multi-photon lithography (MPL), offers unrivaled precision rapid prototyping and flexible additive manufacturing options. 3D printing equipment based on MPL is already commercially available, yet there is still no comprehensive understanding of factors determining spatial resolution, accuracy, fabrication throughput, repeatability, and standardized metrology methods for the accurate characterization of the produced 3D objects and their functionalities. The photoexcitation mechanisms, spatial-control or photo-modified volumes, and the variety of processable materials are topics actively investigated. The complexity of the research field is underlined by a limited understanding and fragmented knowledge of light-excitation and material response. Research to date has only provided case-specific findings on photoexcitation, chemical modification, and material characterization of the experimental data. In this review, we aim to provide a consistent and comprehensive summary of the existing literature on photopolymerization mechanisms under highly confined spatial and temporal conditions, where, besides the excitation and cross-linking, parameters such as diffusion, temperature accumulation, and the finite amount of monomer molecules start to become of critical importance. Key parameters such as photoexcitation, polymerization kinetics, and the properties of the additively manufactured materials at the nanoscale in 3D are examined, whereas, the perspectives for future research and as well as emerging applications are outlined.

中文翻译：

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时空限制光引发的聚合机理

基于非线性光-质相互作用的超快激光3D光刻技术，被广泛称为多光子光刻技术（MPL），可提供无与伦比的精确快速原型制作和灵活的增材制造选项。基于MPL的3D打印设备已经可以在市场上买到，但对于确定空间分辨率，精度，制造产量，可重复性以及标准化度量方法来精确表征所生产的3D对象及其功能的因素，人们仍然缺乏全面的了解。积极研究了光激发机理，空间控制或光改性体积以及各种可加工材料。对光激发和物质响应的了解有限且知识零碎，突显了研究领域的复杂性。迄今为止的研究仅提供了有关光激发，化学修饰和实验数据的材料表征的特定案例研究结果。在这篇综述中，我们旨在提供有关高度受限的时空条件下光聚合机理的现有文献的一致而全面的摘要，其中除了激发和交联以外，还包括扩散，温度累积和有限量等参数。单体分子的合成开始变得至关重要。考察了诸如光激发，聚合动力学以及3D纳米级增材制造材料等关键参数，同时概述了未来研究和新兴应用的前景。化学修饰和实验数据的材料表征。在这篇综述中，我们旨在提供有关高度受限的时空条件下光聚合机理的现有文献的一致而全面的摘要，其中除了激发和交联以外，还包括扩散，温度累积和有限量等参数。单体分子的合成开始变得至关重要。考察了诸如光激发，聚合动力学以及3D纳米级增材制造材料等关键参数，同时概述了未来研究和新兴应用的前景。化学修饰和实验数据的材料表征。在这篇综述中，我们的目的是在高度受限的时空条件下提供有关光聚合机理的现有文献的一致而全面的摘要，其中除了激发和交联外，还包括扩散，温度累积和有限量等参数。单体分子的合成开始变得至关重要。考察了诸如光激发，聚合动力学以及3D纳米级增材制造材料等关键参数，同时概述了未来研究和新兴应用的前景。我们的目的是在高度受限的时空条件下提供有关光聚合机理的现有文献的一致而全面的摘要，其中除了激发和交联外，还开始扩散，温度积累和有限数量的单体分子等参数变得至关重要。考察了诸如光激发，聚合动力学以及3D纳米级增材制造材料等关键参数，同时概述了未来研究和新兴应用的前景。我们的目的是在高度受限的时空条件下提供有关光聚合机理的现有文献的一致而全面的摘要，其中除了激发和交联外，还开始扩散，温度积累和有限数量的单体分子等参数变得至关重要。考察了诸如光激发，聚合动力学以及3D纳米级增材制造材料等关键参数，同时概述了未来研究和新兴应用的前景。有限数量的单体分子开始变得至关重要。考察了诸如光激发，聚合动力学以及3D纳米级增材制造材料等关键参数，同时概述了未来研究和新兴应用的前景。有限数量的单体分子开始变得至关重要。考察了诸如光激发，聚合动力学以及3D纳米级增材制造材料等关键参数，同时概述了未来研究和新兴应用的前景。