三维双光子加工技术依托双光子聚合效应完成真三维无掩膜光刻，在微纳尺度下构建复杂立体结构，区别于普通的二点五维浮雕加工，三维双光子可以在光刻胶材料内部任意空间位置触发聚合反应，以此实现高自由度的三维器件制备，最小特征尺寸可以到达几十纳米级别，广泛用于微纳光学、微纳流控、片上光互联以及微机械相关的科研试制工作。杭州玉之泉精密仪器有限公司的
三维双光子MPD系列系统，划分不同子系列，针对不同的精度、加工幅面需求做区分，整套国产系统从光学硬件、运动控制到加工软件形成完整体系，给国内科研单位提供设备选项。
三维双光子加工的实现，离不开飞秒激光光源，激光光束经过光学系统聚焦形成极小焦斑，只有在焦斑中心位置光强达到阈值，光刻胶分子同时吸收两个光子，才会发生聚合固化，光束经过的其他区域不会产生固化反应。依靠三维精密位移台改变焦点在光刻胶内部的空间坐标，逐点逐体素累积，一层层完成完整三维结构。这种加工模式不需要掩膜，三维模型文件导入系统之后，软件完成切片路径规划，就可以启动加工，对于异形、悬空、互相穿插的微结构都具备成型能力，这类结构使用传统投影光刻手段很难实现制备。
三维双光子系统对于加工基底拥有较强兼容性，硅、石英玻璃、蓝宝石、金属材料都可以作为承载基底，设备提供吸附、夹持、磁吸多种固定手段，特殊光纤加工需求还可以配置定制光纤夹具。光刻材料选择空间同样丰富，除设备厂商自研多款专用双光子光刻胶，还兼容市面主流第三方光刻胶，包含SU8、AZ系列，同时支持生物水凝胶、玻璃前驱体、PDMS类材料，这让三维双光子既可以加工光学功能器件，也可以开展生物相关微结构打印，拓展跨学科研究的硬件基础。
系统内置多项实用功能，高精度寻焦功能能够识别光刻胶与基底界面，寻焦精度较高，透明或者不透明衬底都可以适配。软件拥有脚本运行能力，科研人员可以自定义加工序列，搭配轮廓壳层填充、自适应层切、动态焦斑灰度调控、矢量加工等智能策略，面对薄壁、大纵深、复杂多孔等不同三维模型，可以选用对应的策略优化加工效果。设备运行时开启焦面与激光能量实时监控，搭配锚点标记、倾斜补偿、测量辅助工具，应对衬底摆放倾斜、需要多区域拼接加工等工况。部分功能属于可选增配项目，像焦斑像差调控、荧光共聚焦检测、自动注胶、多通道扩展，用户可以结合自身研究方向按需选配，不必全部配置，控制设备整体投入成本。
三维双光子系统对实验室条件存在相应要求，需要万级洁净间，黄光照明，环境温度保持稳定，同时做好隔振，振动会扰动焦点位置，带来成型缺陷。设备就位前期，需要确认供电、占地空间，不同子系列设备外形尺寸、整机重量存在区别，场地布置阶段提前规划摆放位置。日常使用当中，要避免光刻胶蒸汽污染物镜镜片，定期校验位移台、寻焦模块精度。操作人员要结合光刻胶特性，调试激光功率、扫描速度等工艺参数，功率过高容易造成结构灼烧变形，功率不足会出现聚合不全，结构强度不足等问题。加工完成后的显影废液属于化学危险废弃物，要按规范分类收集处理。三维双光子技术为前沿微纳方向的原型研发提供支撑，很多新原理器件的验证工作，都可以借助这套系统完成样品试制。
