W nowym badaniu naukowcy wykazali, że drukowanie 3D można wykorzystać do produkcji precyzyjnych i złożonych miniaturowych soczewek o wielkości zaledwie kilku mikronów. Mikrosoczewki mogą być używane do korygowania zniekształceń kolorów podczas obrazowania, dzięki czemu można używać kompaktowych i lekkich kamer do różnych zastosowań.

Zdaniem Michaela Schmida, członka zespołu badawczego Uniwersytetu w Stuttgarcie, Niemcy, możliwość drukowania w 3D złożonych urządzeń mikrooptycznych oznacza, że ​​można je bezpośrednio wytwarzać na wielu różnych powierzchniach, takich jak CCD czy CCD stosowane w aparatach cyfrowych . Układ CMOS. Urządzenia mikrooptyczne można również nadrukować na końcu światłowodu, aby stworzyć bardzo mały endoskop medyczny o doskonałej jakości obrazowania.

W „Optics Letters” stowarzyszenia optycznego (OSA) naukowcy pod kierownictwem Haralda Giessena szczegółowo opisali, w jaki sposób wykorzystali technikę drukowania 3D zwaną litografią dwufotonową, aby wytworzyć kombinację refrakcji i dyfrakcyjnej soczewki powierzchniowej. Wykazali również, że połączenie różnych materiałów może poprawić wydajność optyczną tych soczewek.

Podczas testowania nowego obiektywu soczewka referencyjna (po lewej) wykazała doskonałe szwy ze względu na aberrację chromatyczną. Achromatyczna soczewka drukowana w 3D (środek) znacznie zmniejsza te zjawiska, podczas gdy obraz wykonany za pomocą soczewki apochromatycznej (po prawej) całkowicie eliminuje zniekształcenia kolorów.

Naukowcy wykorzystali technologię druku 3D do stworzenia bardzo dokładnych i złożonych mikrosoczewek apochromatycznych, które można wykorzystać do korekcji zniekształceń kolorów w procesie obrazowania.

Schmid powiedział, że druk 3D mikrooptyki został znacznie ulepszony w ciągu ostatnich kilku lat i zapewnia swobodę projektowania, której nie mogą zapewnić inne metody. Nasza metoda optymalizacji druku 3D złożonej mikrooptyki otwiera wiele możliwości tworzenia nowatorskich i innowacyjnych projektów optycznych, które mogą przynieść korzyści wielu dziedzinom badań i zastosowaniom.

Przełam granice druku 3D

Litografia dwufotonowa wykorzystuje skupioną wiązkę lasera do utwardzania lub polimeryzacji ciekłego materiału światłoczułego zwanego fotorezystem. Zjawisko optyczne zwane absorpcją dwufotonową polimeryzuje objętość fotorezystu o objętości mikrometra sześciennego, co umożliwia wytwarzanie złożonych struktur optycznych w skali mikrometrowej.

W ciągu ostatnich 10 lat zespół badawczy zajmował się badaniem i optymalizacją urządzeń mikrooptycznych wykonanych w technologii litografii dwufotonowej. Schmid powiedział, że zauważyliśmy aberracje chromatyczne w niektórych obrazach tworzonych za pomocą naszego systemu mikrooptycznego, więc postanowiliśmy zaprojektować soczewkę drukowaną w 3D o ulepszonych parametrach optycznych, aby zredukować te błędy.

Aberracja chromatyczna występuje, ponieważ sposób, w jaki światło jest załamywane lub załamywane, gdy wchodzi do soczewki, zależy od koloru lub długości fali światła. Oznacza to, że jeśli nie zostanie wykonana żadna korekcja, czerwone światło zostanie skupione w innym miejscu niż światło niebieskie, na przykład powodując smugi lub przerwy w kolorach na obrazie.

Naukowcy zaprojektowali miniaturowy obiektyw tradycyjnie używany do korygowania aberracji chromatycznej. Zaczęli od soczewki achromatycznej, która łączy elementy refrakcyjne i dyfrakcyjne, aby ograniczyć skutki aberracji chromatycznej poprzez skupienie dwóch długości fal na tej samej płaszczyźnie. Naukowcy wykorzystali dostępne na rynku urządzenie do litografii dwufotonowej wyprodukowane przez NanoScribe GmbH, aby w jednym kroku dodać powierzchnię dyfrakcyjną do wydrukowanej gładkiej soczewki refrakcyjnej.

Następnie zaprojektowali soczewkę apochromatyczną, łącząc refrakcyjną soczewkę dyfrakcyjną z inną soczewką wykonaną z innej fotomaski o różnych właściwościach optycznych. Górna część dwumateriałowej soczewki z refrakcyjną powierzchnią dyfrakcyjną dodatkowo zmniejsza aberrację chromatyczną, poprawiając w ten sposób wydajność obrazowania. Projektem kierował Simon Thiele z Instytutu Optyki Technicznej w Stuttgarcie. Firma niedawno założyła PrintOptics, która zapewnia klientom cały łańcuch wartości, od projektu przez prototypowanie po serię systemów mikrooptycznych.

Testuj mikrooptykę

Aby udowodnić, że nowa soczewka apochromatyczna może zmniejszyć aberrację chromatyczną, naukowcy zmierzyli ogniska trzech długości fal i porównali je z prostą soczewką refrakcyjną bez korekcji kolorów. Chociaż ognisko soczewki odniesienia bez korekcji kolorów jest oddalone od siebie o wiele mikronów, ognisko soczewki apochromatycznej jest wyrównane z dokładnością do 1 mikrona.

Naukowcy również używają tych soczewek do uzyskiwania obrazów. Zdjęcia wykonane prostym lustrem referencyjnym pokazują silne rozbieżności kolorystyczne. Chociaż achromatyczne soczewki drukowane w 3D znacznie zmniejszają te aberracje chromatyczne, tylko zdjęcia wykonane za pomocą soczewek achromatycznych mogą całkowicie wyeliminować różnice w kolorach.

Schmid powiedział, że wyniki naszych testów pokazują, że można poprawić wydajność drukowanych w 3D urządzeń mikrooptycznych, a litografia dwufotonowa może być wykorzystywana do łączenia powierzchni refrakcyjnych i dyfrakcyjnych oraz różnych fotomasek.

Naukowcy zwrócili uwagę, że w przyszłości czas produkcji będzie szybszy, co czyni tę metodę bardziej praktyczną. W zależności od rozmiaru, stworzenie elementu mikrooptycznego może obecnie zająć kilka godzin. W miarę dojrzewania technologii naukowcy ciężko pracują nad stworzeniem nowych konstrukcji soczewek do różnych zastosowań.

Link do tego artykułu:Przełam granice druku 3D

Oświadczenie o przedruku: Jeśli nie ma specjalnych instrukcji, wszystkie artykuły na tej stronie są oryginalne. Proszę wskazać źródło przedruku: https://www.cncmachiningptj.com/，thanks！

Blachy, beryl, stal węglowa, magnez, druk 3D, precyzja Obróbka CNC usługi dla przemysłu ciężkiego, budowlanego, rolniczego i hydraulicznego. Nadaje się do tworzyw sztucznych i rzadkich obróbka stopów. Może toczyć części o średnicy do 15.7 cala. Procesy obejmują obróbka szwajcarskaprzeciąganie, toczenie, frezowanie, wytaczanie i gwintowanie. Zapewnia również polerowanie metali, malowanie, szlifowanie powierzchni i wał usługi prostowania. Zakres produkcji (m.in. aluminium odlewanie i odlewanie ciśnieniowe cynku,) wynosi do 50,000 XNUMX sztuk. Nadaje się do śrub, złączy, Łożyskopompa, biegobudowa skrzyniowa, suszarka bębnowa i podajnik obrotowy zawór Applications.PTJ opracuje strategię z Tobą, aby zapewnić najbardziej opłacalne usługi, które pomogą Ci osiągnąć swój cel, Zapraszamy do kontaktu z nami ( sprzedaz@pintejin.com ) bezpośrednio do nowego projektu.