為了使積層製造達到極高的精準度,德國斯圖加特大學(University of Stuttgart)的研究人員採用超短雷射脈衝——在785nm波長時低於100飛秒(fs),以次微米(um)級的準確度局部硬化光阻劑。

研究人員以顯微鏡直接聚焦雷射脈衝至液體光阻劑(置於玻璃基板或光纖尖端上)。

在曝光後,再以溶劑沖蝕未曝光的光阻劑,使其留下硬化的透明聚合物。這讓研究人員們能夠設計複雜的光學透鏡堆疊,包括常見的球面透鏡、拋物面或非球面的透鏡等。

斯圖加特大學博士生Timo Gissibl直接在光纖的前端,列印出直徑與高度均僅有125um的微型透鏡,可用於實現小型化的內診鏡。

20160817 microlens NT01P1 直接在光纖上製造微型三重透鏡的彩色SEM圖

Timo Gissibl還可將表面光纖與微型物體直接列印在CMOS影像晶片上,以整合的光學打造極其小型的感測器。

20160817 microlens NT01P2 規則排列的雙合透鏡直接在CMOS影像感測器上製造

研究人員們希望使用這種光學透鏡,為無人機與機器人設計出更小、更輕的相機。

這種微型透鏡也可應用於照明系統,包括光必須以特定方向聚焦的發光二極體(LED)應用。採用這種積層製造途徑,研究人員宣稱,從概念構思到成品,只需花費不到一天的時間就能開發出實體原型。

該計劃是由Baden-Wurttemberg Stiftung的Spitzenforschung尖端研究專案所支援。高精確度的飛秒級3D印表機則由德國Nanoscribe(由KIT的研究人員成立的新創公司)所打造。

編譯:Susan Hong

(參考原文:Researchers 3D print micro-objectives on fiber tips, LEDs,by Julien Happich)