用于紙張打印的傳統(tǒng)激光打印機中的激光器非常小。相比之下，迄今為止，用于 3 維微結(jié)構(gòu)和納米結(jié)構(gòu)的 3D 激光打印機需要大型且昂貴的激光系統(tǒng)?？査刽敹蚶砉W院 (KIT) 和海德堡大學的研究人員現(xiàn)在為此使用了另一種工藝。兩步吸收適用于廉價且小巧的藍色激光二極管。因此，可以使用更小的打印機。工作報告在Nature Photonics 上。( DOI: 10.1038/s41566-021-00906-8 )
目前，激光打印是 3D 打印增材制造的首選方法，因為它提供了所有方法中最佳的空間分辨率并達到了極高的打印速度。在激光打印中，聚焦的激光束被導向光敏液體。在焦點處，激光打開特殊分子的開關并觸發(fā)化學反應。該反應導致材料局部硬化。通過移動焦點，可以生產(chǎn)任何 3D 微結(jié)構(gòu)和納米結(jié)構(gòu)。化學反應基于所謂的雙光子吸收，這意味著兩個光子同時激發(fā)分子，從而導致所需的化學修飾。然而，這種同時激發(fā)的情況很少發(fā)生，這就是為什么必須應用復雜的脈沖激光系統(tǒng)的原因，
更緊湊的 3D 打印機得益于兩步流程
當使用所謂的兩步過程時，可以實現(xiàn)更緊湊、更小的打印機。第一個光子將分子轉(zhuǎn)移到中間狀態(tài)。在第二步中，第二個光子將分子從中間態(tài)轉(zhuǎn)移到所需的激發(fā)態(tài)并開始化學反應。優(yōu)點：與雙光子吸收相反，兩個光子的吸收不一定同時發(fā)生。“對于這個過程，可以使用緊湊和低功率的連續(xù)波激光二極管，”KIT 應用物理研究所 (APH) 研究的第一作者 Vincent Hahn 說。所需的激光功率遠低于傳統(tǒng)的激光指示器。然而，印刷需要特定的光刻膠。“這些光刻膠的開發(fā)耗時數(shù)年，只有與化學家合作才有可能，
不僅更容易，而且更好
“該出版物表明該想法有效，甚至比以前使用的雙光子吸收更好，”哈恩說。對馬丁·韋格納來說，優(yōu)勢是顯而易見的：“使用像大手提箱一樣大的飛秒激光器要好幾萬歐元，還是用針頭那么大、成本不到十歐元的半導體激光器，差別很大?，F(xiàn)在，3D 激光納米打印機的其他組件也必須小型化。對我來說，一個鞋盒那么大的設備在未來幾年看起來很現(xiàn)實。這甚至比我在 KIT 桌面上的激光打印機還要小。” 通過這種方式，3D 激光納米打印機可能會成為許多群體的負擔得起的。專家們已經(jīng)在談論 3D 激光打印技術(shù)的大眾化。
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