科学家成功打印出玻璃光学元件

【博科园-科学科普】劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)的研究人员首次成功研制出3维印刷的光学质量眼镜,与市场上现有的商用玻璃产品相当。在“先进材料技术”杂志发表的一项研究中,LLNL的科学家和工程师描述成功印刷实验室开发的油墨中的小试片,其性能“属于商用光学级玻璃”。研究人员说:由于玻璃的折射率对其热历史很敏感,因此很难确保从熔融相印刷的玻璃能够产生所需的光学性能。

在劳伦斯利弗莫尔开发的一种新型3D打印技术可以让科学家们在单一平面光学元件上打印融合了不同折射率的玻璃,使整理更加便宜和简单。图片版权:Jason Laurea / LLNL

将LLNL开发的材料以糊状形式沉积,然后加热整个印刷物以形成玻璃允许均匀的折射率,消除会降低光学功能的光学畸变。熔融玻璃印刷的部件经常会显示出3-D印刷工艺的质地,即使您要打磨表面,您仍然可以在散装材料中看到印刷工艺的证据,LLNL化学工程师Rebecca Dylla-该项目的首席研究员斯皮尔斯。这种方法使我们能够获得光学所需的指数均匀性,现在我们可以采用这些组件并做一些有趣的事情。定制油墨旨在形成硅石和二氧化硅——二氧化钛玻璃,使研究人员能够调整玻璃的光学,热学和机械性能。

对于这项研究,研究人员打印出小型简单形状的光学元件作为概念证明,但Dylla-Spears表示,该技术最终可以应用于任何使用玻璃光学元件的设备,并可能导致光学元件具有几何结构和组成变化以前无法通过传统的制造方法达到。例如梯度折射率透镜可以抛光成平坦的,取代用于传统曲面镜片的更昂贵的抛光技术。Dylla-Spears说:增材制造为我们提供了一种新的自由度,以前无法做到的方式组合光学材料,它开辟了过去不存在的新设计空间,允许设计材料内的光学形状和光学特性。


知识:科学无国界,博科园-科学科普

内容:经“博科园”判定符合今主流科学

来自:劳伦斯利弗莫尔国家实验室

编译:光量子

审校:博科园

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