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                              首頁噴墨印刷》正文
                              光學3D打印取得新突破
                              2018-05-16 00:32:45  來源: 中國3D打印網

                              科學家開發用于制造精密光學元件2.5D噴墨打印技術

                              光學3D打印已經取得了許多突破,現在瑞士的研究人員正在引入新的突破。來自瑞士電子和微技術中心(CSEM)的團隊開發了噴墨打印技術,用于制造精密光學元件,如通過限制波的擴展(簡稱“波導”)允許信號傳播而不會造成大量的能量損失。

                              但這裏有一個問題, 實際上這種方法被認爲是2.5D打印,而不是3D打印,因爲與3D打印相比,打印結構雖然不平整,但複雜程度有限。“噴墨印刷是制造光學元件的一種非常有吸引力的方法,因爲特征的位置和尺寸可以很容易地修改,而且幾乎沒有材料浪費。然而,油墨的表面張力使得打印具有特定高度的線條變得困難,這對于形成“波導”是必需的,“CSEM團隊成員FabianLütolf說。

                              噴墨印刷通常是一個步驟的過程,通過微小的噴嘴將一滴圖案沉積到基底上。但是CSEM團隊發現,線條可以印刷更平滑的特征,並且在特定的高度上通過兩步沉積墨水。他們的技術可以打印由丙烯酸聚合物制成的2.5D光學波導和錐體,以及金屬油墨等其他材料。現在在蘇黎世聯邦理工學院Lütolf和團隊負責人Rolando Ferrini的Pius M. Theiler在Optics Express期刊上發表了一篇題爲《使用毛細管橋的光學波導的非接觸式印刷》的論文。

                              由于液體的表面張力,沉積在基材上的油墨可能裂開或凸起。但是這個兩步法可以將這個問題轉化爲一個優勢,步驟#2中印刷的墨水可以在第一次印刷的墨滴之間自行對齊,以降低其表面張力。這也意味著研究人員不必預先對基材進行圖案印刷,而這對于其他噴墨印刷技術來說是必需的,這使得制造更簡單並且增加了可用的設計空間。

                              新技術首先打印一系列球形液滴,稱爲釘帽,然後釘住由第二張照片墨水制成的液橋。這種液滴配置可防止墨水移動,從而防止印刷線上形成凸起。這種方法還可以連接多個連接點以形成尖銳的邊緣和拐角,與傳統的光刻技術相比,它還具有幾個優點,常用于制造芯片上的微小元件。研究人員使用噴墨打印方法來創建該波導。通過波導發送激光(紅色)可以測量波導的光學特性。Lütolf解釋說:“噴墨打印不需要像光刻這樣的物理掩模,而且連接組件更容易。此外,如果您只想快速測試一個想法或改變參數,噴墨打印等增材制造方法只需要適應數字設計。“

                              根據新的兩步噴墨印刷方法(h-n)和其實際印刷(o-u)的理論計算,將印刷特征與標准一步噴墨印刷(a-g)進行比較。比例尺= 200微米。該團隊創建了一個寬20微米,高31微米的聚合物波導,並帶有一個錐形,以允許來自外部激光器的光線進入波導,以評估新方法。測量波導內的光損耗爲0.19 dB / cm,僅比光刻法制作的波導高一個數量級。

                              “在這篇論文中,我們報告了首批具有損耗表征的噴墨印刷波導。對于我們設想的應用,波導將在短距離內傳輸光線,而不是在整個網絡中傳輸光線,“Lütolf說。 “目前的損失水平對于這種應用是可以容忍的。最小的波導由一個單獨的墨滴組成,並且其大小受打印機噴嘴的限制。但是他們研究中打印機的最窄波導尺寸爲40微米,高度約爲10微米,這與市場上使用工業噴墨打印機性能相似。通過我們目前的材料和硬件組合,不可能將波導制作在10微米以下,這對于單模操作通常是必需的。但我們很接近。然而,沒有基本的物理限制會阻止我們打印單模波導。“

                               

                              責任編輯: 海聞