Nan dènye ane yo, teknoloji enprime 3D te de pli zan pli itilize nan yon varyete endistri, espesyalman nan fabrikasyon presizyon ak optik. Yon ekip chèchè nan Inivèsite Stuttgart nan Almay dènyèman te fè yongwo zoutilè yo te demontre pou premye fwa ke optik tipòtrè ki baze sou polymère enprime 3D yo kapab kenbe tèt ak chalè ak pouvwa ki te pwodwi andedan yon lazè. Dekouvèt sa a louvri wout la pou fabwikasyon sous lazè ki pa chè, kontra enfòmèl ant, ak ki estab ki trè enpòtan nan yon varyete de senaryo aplikasyon, espesyalman nan sistèm LIDAR yo itilize nan machin oto-kondwi.
Simon Angstenberger, ki an tèt ekip rechèch nan Institute of Fizik IV nan University of Stuttgart, te di: "Sèvi ak teknoloji enprime 3D, nou te kreye-wo kalite mikwo-optik dirèkteman sou fib vè yo andedan lazè a, siyifikativman diminye gwosè li yo. . Sa a se premye fwa ke optik 3D-enprime yo te itilize nan yon lazè aktyèl, konplètman demontre papòt tolerans gwo domaj yo ak estabilite."
Nan jounal la Optik Letters, ekip la dekri an detay ki jan yo 3D enprime mikwo-optik yo dirèkteman sou fib optik la, kidonk byen sere konbine fib la ak kristal lazè a nan yon sèl osilator lazè. Lazè ibrid la te kapab opere estab nan 1063.4 nm ak yon pouvwa pwodiksyon ki gen plis pase 20 mW ak yon pouvwa pwodiksyon maksimòm de 37 mW.
Nouvo lazè a konbine konpakte, solidite, ak avantaj pri ki ba nan lazè fib ak benefis ki genyen nan lazè solid-eta ki baze sou kristal, ki gen yon pakèt karakteristik pèfòmans tankou diferan pouvwa ak koulè. Figi 1 montre konsepsyon lazè a fib ki makonnen lè l sèvi avèk yon lantiy enprime 3D.
Simon Angstenberger fè remake, " Jiska prezan, optik enprime 3D yo te itilize sitou nan senaryo ki ba-pouvwa, tankou andoskopi. Sepandan, nou demontre potansyèl teknoloji sa yo pou aplikasyon pou gwo pouvwa, tankou pou fotolitografi ak make lazè. Nou montre ke mikwo-optik 3D sa yo enprime dirèkteman sou fib optik ka konsantre gwo kantite limyè nan yon sèl pwen, ki gen gwo valè nan aplikasyon nan medikaman, tankou destriksyon egzak nan selil kansè yo."
Fè lantiy mikwoskal dirèkteman sou fib optik
Enstiti Fizik IV nan University of Stuttgart gen anpil eksperyans rechèch nan domèn mikwo-optik enprime 3D, ak ekspètiz patikilye nan enprime dirèkteman sou fib optik. Yo itilize yon metòd enprime 3D ki rele "de foton polymérisation", kote yon lazè enfrawouj konsantre nan yon fotorezist UV-sansib.
Nan zòn nan fokal nan lazè a, de foton enfrawouj yo absòbe an menm tan an, ki amelyore rezistans UV. Lè w deplase pwen fokal la, plizyè fòm ka kreye ak gwo presizyon. Teknoloji sa a pa sèlman pèmèt fabwikasyon optik tipòtrè, men tou nouvo fonksyon tankou kreyasyon eleman optik fòm lib oswa sistèm lantiy konplèks.
Konpozan sa yo enprime 3D yo fèt ak polymère, epi nou pa t sèten si yo ta ka kenbe tèt ak gwo kantite chalè ak pouvwa optik ki te pwodwi nan kavite lazè a, "di Simon Angstenberger. Sepandan, li te pita te jwenn ke pa te obsève okenn domaj. sou lantiy yo menm apre yo fin kouri lazè a pou yon peryòd tan ki long pandan plizyè èdtan, sa ki pwouve estabilite ekstrèmman wo yo."
Nan dènye etid sa a, chèchè yo te itilize yon enprimant 3D ki te fabrike pa Nanoscribe pou fabrike lantiy ki gen yon dyamèt 0.25 mm ak yon wotè 80 μm nan fen fib optik ki gen menm dyamèt pa mwayen de- foton polimerizasyon (figi 2). Pwosesis la enplike nan konsepsyon optik la, mete fib la nan enprimant 3D a, ak Lè sa a, jisteman enprime mikrostruktur la nan fen fib la, ki mande pou yon wo degre de presizyon nan aliyman nan fib enprime yo ak nan enprime nan tèt li.
Kreye lazè ibrid la
Apre enprime 3D la te fini, ekip la te mete sou rasanble lazè a ak kavite lazè a. Kontrèman ak kavite lazè tradisyonèl ki sèvi ak miwa ki ankonbran ak chè, yo te itilize fib yo fòme yon pati nan kavite a, kreye yon inik ibrid fib-kristal lazè. Nan konsepsyon sa a, lantiy tipòtrè enprime sou fen fib la yo itilize pou konsantre ak kolekte oswa koup limyè ki emèt ak resevwa pa kristal lazè a. Pou amelyore estabilite sistèm nan epi redwi efè turbulans lè a, chèchè yo te asire fib la nan yon detantè. Miyò, kristal la ak lantiy enprime a gen yon gwosè trè kontra enfòmèl ant 5 × 5 cm².
Pa kontinyèlman anrejistre pwodiksyon pouvwa a nan lazè a pandan plizyè èdtan, chèchè yo te verifye ke pa te gen okenn degradasyon nan pèfòmans nan optik yo enprime 3D nan sistèm nan e ke li pa te afekte efikasite alontèm operasyonèl nan lazè a. Anplis de sa, obsèvasyon nan optik yo nan kavite lazè a lè l sèvi avèk yon mikwoskòp elektwon optik pa devwale pa gen okenn domaj vizib. Simon Angstenberger te note, "Nou te jwenn ke optik enprime yo te pi estab konpare ak griyaj Bragg fib komèsyal nou te itilize a, ki finalman limite pouvwa maksimòm nou an."
Ekip rechèch la ap travay kounye a pou optimize efikasite optik ki enprime 3D. Yo planifye pou sèvi ak pi gwo fib optik ak lantiy optimize fòm gratis ak desen lantiy asferik oswa eseye enprime konbinezon lantiy dirèkteman sou fib la pou ranfòse pouvwa pwodiksyon an. An menm tan an, yo planifye pou sèvi ak diferan kalite kristal nan lazè yo, ki pral pèmèt personnalisation ak optimize karakteristik pwodiksyon pou aplikasyon espesifik.
