离散制造业

直接激光写入方法导致高级印刷

西北工程研究人员开发了一种通过电磁方法生产的镜片,使研究人员能够在具有挑战性的表面上打印结构。

Brian Sandalow 5月7日,2021年
礼貌:西北大学

直接激光写入(DLW)是一种制造光学部件的技术。该方法具有其实际限制,使用昂贵。

从西北工程的研究可以使用更有效的镜头的较小装置实现更高的成本更高的打印。McCormick工程学院之间的合作Koray Aydin.bloom Krishnaswamy证明,通过电磁设计方法(例如逆设计和3D纳米罩)生产的紧凑,薄透镜,将允许研究人员在诸如难以实现的常规DLW系统难以实现的表面上打印和创造结构。

Aydin是电气和计算机工程的副教授,Krishnaswamy是机械工程教授。

“我们的方法是独一无二的,因为我们利用了非传统的设计和制造技术,”Aydin说。“这允许对各种应用的更简单且经济有效的替代方案,例如成像,内窥镜和光学纳米粒子捕获等。”

通过电磁方法制造的透镜将允许研究人员在具有挑战性的表面上打印结构。礼貌:西北大学

通过电磁方法制造的透镜将允许研究人员在具有挑战性的表面上打印结构。礼貌:西北大学

与创建以众所周知的结构开始的光学元件的传统方式不同,逆设计方法允许对最佳设计进行任意初始猜测。这是通过对设计的目的进行艰难约束来实现这一点,然后搜索最佳设计。结合逆设计方法和两光聚合允许新的替代方案制造具有常规技术相当难以实现的复杂光学结构。

艾丁和克里希纳斯瓦米,以及研究生Wisnu Hadibrata和博士后魏海明,制作了一种可以打印在纤维尖端的高数值孔径金属。该透镜使用双光子聚合系统,即通常所称的3D纳米打印,能够打印出100纳米分辨率的结构。

Aydin和Krishnaswamy使用制造的金属制造了自制系统,表明其有效性与庞大的玻璃镜片相当。

“我们在保持相同效率的同时,有效地减少了四个数量级的镜头大小,”Aydin说。“这使我们能够使用纤维尖限的Metalens在纳米级上进行3D打印,并为不同和更复杂的形状开辟新的机会。”

“想象一下,能够沿着不同方向带来几个这些光纤尖端的金属纤维,以使来自多个角度的同步3D打印,”Krishnaswamy说。“这是我们今天不能做的事情,因为通常使用的笨重的镜头。”


Brian Sandalow.
作者简介:Brian Sandalow,西北大学