在眾多基于光子學的設(shè)備/系統(tǒng)中，光學元件確保根據(jù)特定波長的光進行反射或透射。

據(jù)麥姆斯咨詢報道，近期，德國卡爾斯魯厄理工學院（Karlsruhe Institute of Technology，KIT）的研究人員開發(fā)出新材料和新工藝技術(shù)，可以利用噴墨打印機生產(chǎn)濾光片。他們在2023年漢諾威工業(yè)博覽會上展示具有成本效益且節(jié)能的光學元件制造工藝。

KIT研發(fā)的噴墨打印光學元件

KIT光技術(shù)研究所所長Uli Lemmer教授說：“任何使用光的地方都需要光學反射鏡和濾光片。然而，直到現(xiàn)在，它們都是在復雜的真空系統(tǒng)中制造而成的，這種真空系統(tǒng)消耗大量能源和材料，而且產(chǎn)量相對較低?！?/p>

作為KIT和海德堡大學（Heidelberg University）3D Matter Made to Order卓越集群的一部分，以及作為巴登-符騰堡基金會（Baden-Württemberg Foundation）項目的一部分開發(fā)的創(chuàng)新工藝，Uli Lemmer教授和他的團隊希望降低制造成本并調(diào)整材料的特性以靈活地針對各自的光子學應用進行調(diào)整。

這就是研究人員在噴墨打印機中生產(chǎn)噴墨濾光片（IJPOF）的原因。他們使用了兩種專門為這制造工藝開發(fā)的不同墨水。首先逐滴打印第一種墨水，直到該層具有所需的厚度，然后使用紫外線固化該材料。接下來，使用相同的工藝由第二種墨水制成下一層。

Uli Lemmer教授表示：“這里的挑戰(zhàn)之一是精確地確定噴墨打印參數(shù)，但是最重要的是精確改變層厚。因為層厚決定了濾光片的性能?！?/p>

KTI開發(fā)的工藝適用于定制光學產(chǎn)品，這些產(chǎn)品通常成本高，因為目前還沒有任何有效的生產(chǎn)選擇。研究人員發(fā)現(xiàn)，在醫(yī)學光譜檢測、化學工業(yè)測量設(shè)備或必須覆蓋大面積的高反射率望遠鏡等領(lǐng)域，對濾光片的需求很高。

KTI研究人員使用創(chuàng)新的噴墨打印工藝不僅可以生產(chǎn)濾光片，還可以生產(chǎn)電介質(zhì)反射鏡，將具有正確波長的光準確地引導到需要的地方。這些光學元件可用于攝像頭系統(tǒng)、顯微鏡或傳感器系統(tǒng)等。

通過新的噴墨打印工藝，KTI研究人員可以在不同的表面上用納米墨水制作上述光學元件。制作的濾光片具有99%的超高反射率和量身定制的光學特性。Uli Lemmer教授希望通過由此技術(shù)衍生的光子學產(chǎn)品引領(lǐng)創(chuàng)新應用，并取得商業(yè)成功。

審核編輯：劉清