本刊編譯整理

　　加拿大研究人員開(kāi)發(fā)出一種名為模糊層析成像的新型3D 打印方法，可快速生產(chǎn)出具有商業(yè)級(jí)光學(xué)質(zhì)量的微透鏡。這種新方法可使各種光學(xué)設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造變得更容易、更快捷。“我們特意為這種用于制造精密光學(xué)元件的3D 打印方法所使用的光束，添加了光學(xué)模糊處理，”加拿大國(guó)家研究理事會(huì)的Daniel Webber說(shuō)，“這樣就能制造出光學(xué)上光滑的表面。”

　　在發(fā)表于《光學(xué)》（Optica）的一項(xiàng)研究中，研究人員展示了這種新方法，用它制作了一個(gè)毫米大小的平凸透鏡，其成像性能與市售玻璃透鏡類似。他們還表明，這種方法能在短短30 分鐘內(nèi)制造出可隨時(shí)使用的光學(xué)元件。

　　Webber說(shuō)：由于層析3D打印機(jī)和所使用的材料價(jià)格低廉，我們預(yù)計(jì)這種方法對(duì)于經(jīng)濟(jì)高效地快速制作光學(xué)元件原型非常有價(jià)值。此外，層析3D 打印固有的自由形態(tài)特性可使光學(xué)設(shè)計(jì)人員簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，用形狀復(fù)雜的打印光學(xué)器件取代多個(gè)標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)器件。”

　　磨平邊緣

　　層析成像體積增材制造是一種相對(duì)較新的制造方法，它利用投射光在特定區(qū)域固化光敏樹(shù)脂。它可以在沒(méi)有任何支撐結(jié)構(gòu)的情況下，一次性打印出整個(gè)零件。然而，現(xiàn)有的層析成像方法無(wú)法直接打印出成像質(zhì)量的透鏡，因?yàn)槭褂玫你U筆狀光束會(huì)產(chǎn)生條紋，導(dǎo)致部件表面出現(xiàn)小棱角。雖然可以使用后處理步驟來(lái)創(chuàng)建光滑表面，但這些方法會(huì)增加時(shí)間和復(fù)雜性，從而失去了與斷層打印相關(guān)的快速原型制造優(yōu)勢(shì)。

　　Webber 談到：光學(xué)元件的制造成本很高，因?yàn)橐粋€(gè)正常的透鏡需要嚴(yán)格的技術(shù)指標(biāo)，而且制造過(guò)程復(fù)雜耗時(shí)。模糊層析成像技術(shù)可用于以低成本方式進(jìn)行自由形態(tài)設(shè)計(jì)。隨著技術(shù)逐漸成熟，它可以更快地制作出新光學(xué)設(shè)備的原型，這對(duì)從商業(yè)制造商到車(chē)庫(kù)發(fā)明家的任何人都非常有用。

　　為了測(cè)試這種新方法，研究人員首先制作了一個(gè)簡(jiǎn)單的平凸透鏡，結(jié)果表明它的成像分辨率與具有相同物理尺寸的商用玻璃透鏡相當(dāng)。它還表現(xiàn)出微米級(jí)的形狀誤差、亞納米級(jí)的表面粗糙度和接近玻璃透鏡的點(diǎn)展寬函數(shù)。

　　他們還利用模糊層析技術(shù)制作了一個(gè)3×3的微透鏡陣列，并將其與利用傳統(tǒng)層析3D 打印技術(shù)打印的陣列進(jìn)行了比較。他們發(fā)現(xiàn)，由于表面粗糙度較大，用傳統(tǒng)方法打印的陣列無(wú)法對(duì)名片成像，但用模糊層析成像技術(shù)打印的陣列卻可以。此外，研究人員還演示了將球透鏡疊印到光纖上，這在以前只能通過(guò)一種稱為雙光子聚合的增材制造技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

　　目前，研究人員正致力于通過(guò)優(yōu)化光圖案方法和將材料參數(shù)納入打印過(guò)程，以提高組件精度。他們還希望實(shí)現(xiàn)打印時(shí)間的自動(dòng)化，使系統(tǒng)足夠強(qiáng)大，可以用于商業(yè)用途。Webber表示：層析3D 打印是一個(gè)迅速成熟的領(lǐng)域，正在許多應(yīng)用領(lǐng)域得到應(yīng)用。在這里，我們利用這種打印方法的內(nèi)在優(yōu)勢(shì)制造毫米級(jí)光學(xué)元件。這樣，我們就為光學(xué)制造技術(shù)增加了一種快速、低成本的替代方法，有可能對(duì)未來(lái)技術(shù)產(chǎn)生影響。

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