研究人員開發(fā)出高質(zhì)量微光學(xué)器件三維激光寫入技術(shù)
2016-4-28 來源：轉(zhuǎn)載 作者：
國外國防科技文獻資料快報
[據(jù)3Ders網(wǎng)站2016年4月20日報道] 德國斯圖加特大學(xué)的一個研究小組最近發(fā)表了一項研究，展示了他們3D打印微米尺寸的光學(xué)器件比以往任何時候具有更高的精度和重塑性的能力。最近的突破可能對微尺度集成光學(xué)元件的制造有大的影響，有助于傳感和通信應(yīng)用所需設(shè)備的進一步小型化。
這項研究是由斯圖加特大學(xué)超快納米光學(xué)主席哈拉爾德吉森主持，該研究有效地展示了研發(fā)團隊如何使用一種被稱為“飛秒激光寫作”技術(shù)來創(chuàng)造出小至4.4微米光學(xué)元件，該器件完美地放置在直徑小至125微米光纖的中心，這是典型的非常具有挑戰(zhàn)性的壯舉。根據(jù)這項研究，3D打印的微米尺度的光學(xué)結(jié)果與數(shù)字模擬非常接近。
吉森解釋道，“雖然飛秒激光寫入已經(jīng)在實驗室中證實，但我們也已經(jīng)表明它可以作為制造高性能微光學(xué)器件的一種方式，重復(fù)性高而且可靠。我們相信，我們的方法可以擴展為體積制造并且可以在一個微小的規(guī)模直接打印幾乎任何類型的光學(xué)元件，這打開了微型集成和納米光學(xué)器件的一個新時代。
研究人員所使用飛秒激光寫作技術(shù)，雖然只在納米規(guī)模下使用并且被設(shè)計得盡可能穩(wěn)定可靠，但它其他3d激光書寫系統(tǒng)不同。從本質(zhì)上講,這個過程包括光敏材料用脈沖激光局部淬火,創(chuàng)建一個三維結(jié)構(gòu)并且可以很容易地與周圍未硬化的材料分開。為了創(chuàng)建激光書寫系統(tǒng),研究小組使用了一個由納米文印公司制造的商業(yè)雙光子三維激光光刻系統(tǒng),提高其制造納米結(jié)構(gòu)的能力。
吉森這樣解釋過程,“我們有一個像筆的東西,用類似于3d打印機方式讓它通過材料來創(chuàng)建三維結(jié)構(gòu),但只能在非常小的規(guī)模上。如果你打一組參數(shù)到我們的系統(tǒng)上或者在世界上其他地方系統(tǒng)上,你會得到相同的結(jié)果。甚至幾個月之后,它每次的結(jié)果都是一樣的。”
研究人員使用創(chuàng)新技術(shù)創(chuàng)造了相位掩模，這是放置在光纖末端用以塑形和控制光的光學(xué)元件。有關(guān)新聞稿這樣解釋，由光纖發(fā)出的光線是高斯光束，沒有一個過濾器或透鏡，這意味著它是在中心明亮，并向兩側(cè)暗淡。在使用飛秒激光直寫技術(shù)的光纖端產(chǎn)生的相位掩模，通過光纖發(fā)出的光可以聚焦成一個一致的明亮的平頂光或一個甜甜圈形狀的光。
“因為相位掩模太小，并且直接在光纖的末端產(chǎn)生，所以在相位掩模對中即使是微小的錯誤也會導(dǎo)致環(huán)形梁不圓也不好看，”吉森這樣說，“我們解決了一個最難的問題：直接在單模光纖中心反復(fù)放置一個亞微米精度的相位掩模。”
在應(yīng)用方面，由研究小組創(chuàng)建的相位掩模可以用來取代大型、笨重的光學(xué)透鏡，還可以用于更小的內(nèi)窺鏡的照明（用于無創(chuàng)手術(shù)看人體里面發(fā)生了什么）。另外，該環(huán)形相位掩模可以使光學(xué)器件在液體更精確地捕獲粒子或細胞。
目前，斯圖加特大學(xué)的研究小組正在使用他們的激光寫入技術(shù)看是否能夠創(chuàng)造更多類型的相位掩模，包括可以塑造光纖的光的到扭曲光中的相位掩模，這可能對光子糾纏有很大的影響。“現(xiàn)在的工具是可用的，我們只是限制了我們所能想到的事，”吉森總結(jié)到。（工業(yè)和信息化部電子科學(xué)技術(shù)情報研究所）
投稿箱：
如果您有機床行業(yè)、企業(yè)相關(guān)新聞稿件發(fā)表，或進行資訊合作，歡迎聯(lián)系本網(wǎng)編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
如果您有機床行業(yè)、企業(yè)相關(guān)新聞稿件發(fā)表，或進行資訊合作，歡迎聯(lián)系本網(wǎng)編輯部， 郵箱：skjcsc@vip.sina.com
更多相關(guān)信息
業(yè)界視點
| 更多
行業(yè)數(shù)據(jù)
| 更多
- 2025年6月 新能源汽車銷量情況
- 2025年6月 新能源汽車產(chǎn)量數(shù)據(jù)
- 2025年6月 基本型乘用車（轎車）產(chǎn)量數(shù)據(jù)
- 2025年6月 軸承出口情況
- 2025年6月 分地區(qū)金屬切削機床產(chǎn)量數(shù)據(jù)
- 2025年6月 金屬切削機床產(chǎn)量數(shù)據(jù)
- 2025年5月 新能源汽車銷量情況
- 2025年5月 新能源汽車產(chǎn)量數(shù)據(jù)
- 2025年5月 基本型乘用車（轎車）產(chǎn)量數(shù)據(jù)
- 2025年5月 軸承出口情況
- 2025年5月 分地區(qū)金屬切削機床產(chǎn)量數(shù)據(jù)
- 2025年5月 金屬切削機床產(chǎn)量數(shù)據(jù)
- 2025年4月 新能源汽車銷量情況