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科学家使用纳米级3D打印技术制造出微型透镜

本文摘要:提及光学透镜你可能会在日常生活中所述不少例子,如手机的摄像头、单反相机的镜头还有学校实验室中的显微镜。在这些光学透镜中,即使是体积较小的手机摄像头也是用肉眼可以精彩看见的。很似乎,这些光学透镜不能加装在体积更大的设备中用于,而无法加装在微型的仪器中用于。如此说来人们如果必须生产一个像盐粒一样大小的监控镜头是不是无法构建了呢?德国斯图加特大学的科学家在微型光学透镜的生产领域获得了进展,该成果已公开发表在NaturePhotonics杂志上。

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提及光学透镜你可能会在日常生活中所述不少例子,如手机的摄像头、单反相机的镜头还有学校实验室中的显微镜。在这些光学透镜中,即使是体积较小的手机摄像头也是用肉眼可以精彩看见的。很似乎,这些光学透镜不能加装在体积更大的设备中用于,而无法加装在微型的仪器中用于。如此说来人们如果必须生产一个像盐粒一样大小的监控镜头是不是无法构建了呢?德国斯图加特大学的科学家在微型光学透镜的生产领域获得了进展,该成果已公开发表在NaturePhotonics杂志上。

他们用于纳米级的3D打印机技术生产的微型透镜仅有相等于人类头发直径的2倍。有了这样的微型透镜,像盐粒一样大小的微型镜头、微型医学光学系统、带上光学系统的微型无人机等设备的经常出现将沦为有可能。目前的透镜系统受到了尺寸、形状和生产技术的容许。具备非球面形状的多透镜元件拒绝具备低光学性能,并需要缺失图像在广角和大市场时构成的偏差。

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德国斯图加特大学的科学家,明确提出了一个光学透镜生产的新概念,解决了上述艰难,并关上了纳米级3D打印机技术在微观纳米简单透镜设计领域中的全新应用于。在研究过程中,科学家展开了将多层透镜必要打印机到针形设备上的原始过程,还包括透镜的设计、用于双光子激光平写出技术展开生产,以及展开100μm大小的多层透镜应用于测试、通过多次调整传递函数和偏差的定量测量检验其性能和功能。图1:放入到针形设备的中空针内的光纤物镜(由三层透镜构成的透镜组)的彩色扫描电镜图像。图片中蓝色的复合物镜是被必要打印机到红色的光纤中的,由光学应用于的五个反射表面构成。

图2:单层、双层、三层打印机透镜系统的对比。每个打印机对象高度大约为115μm,通过3D飞秒激光平写出技术必要打印机在170-μm薄的玻璃基板上。图3:用于美国空军1951分辨率测试图对性能展开测量图4:横向(轴向)色差的测量。图5:必要生产在CMOS图像传感器上的双透镜系统的规则排序图6:必要生产在光学纤维的三层透镜系统。

斯图加特大学科学家的研究为微型内窥镜、细胞生物纤维光学系统、新一代光学系统、光纤光双带系统、构建量子发射器和探测器、带上自律视觉的微型无人机等微型光学仪器的生产铺平了道路。目前,这项科研成果的涉及论文已公开发表在NaturePhotonics杂志中,题目为:Two-photondirectlaserwritingofultracompactmulti-lensobjectives。

斯图加特大学科学家在研究中用于的双光子激光平写出技术是一种纳米级的3D打印机技术。据3D科学谷理解,NanoScribe公司的PhotonicProfessionalGT3D打印机正是用于了该技术。这种基于选择性烧结液体物质的3D打印机技术是双光子单体技术,通过简单“飞秒脉冲激光”选择性逐级烧结感光性树脂,打印机分辨率超过0.0001毫米。该技术的应用于范围还包括,光子学、微流道、生命科学、纳米与微米工艺,以及斯图加特大学科学家在研究中所牵涉到的微光学器件生产领域。


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