科学家借助新型高速3D打印机制造先进的光子晶体光纤
时间：2021-03-02 08:52 来源：中国3D打印网 作者：中国3D打印网 阅读：次
研究合作者Andrea Bertoncini和Carlo Liberale在实验室中进行3D打印光纤。图片来自KAUST。
什么是光子晶体光纤？
光纤技术能够以光速传输信息。因此，它是包括医疗成像设备，军事通信系统，当然还有高速互联网在内的一整套现代技术背后的推动力。光子晶体光纤（PCF）是1996年在巴斯大学出现的光纤的一个子类。PCF的特殊之处在于它们具有沿光纤整个长度延伸的多个内部通道。这些通道就像近乎完美的镜子一样，改善了光纤的光捕获能力和长传播特性。这最终意味着更快的传输速率和信息损失的减少。
该研究的合著者安德里亚·伯顿奇尼（Andrea Bertoncini）解释说：“光子晶体光纤使您可以将光限制在非常狭窄的空间中，从而增加了光学相互作用。这使光纤能够大大减少实现特定光学功能（如偏振控制或波长分离）所需的传播距离。”
各种3D打印PCF的横截面。图片来自KAUST。
使用3D打印修改光学特性
调整PCF光学特性的主要方法是修改其横截面几何形状。这是在初始制造阶段完成的，该阶段通常是从熔融石英玻璃池中拉出纤维。可能影响纤维性能的因素包括中空室的大小和形状，以及横截面图案本身。
由于光纤的直径通常为毫米的几分之一，因此通常通常先按比例放大版本绘制出图案。在此工作的同时，由于诸如重力和表面张力之类的因素，它限制了可能的几何形状数量。
“光子晶体光纤为科学家提供了一种“调节旋钮”，以通过几何设计来控制导光性能。”贝顿奇尼补充道。 “但是，由于用常规方法难以产生任意的孔图案，人们没有充分利用这些性能。令人惊讶的是，现在，通过我们的方法，您可以制造它们。您可以设计3D模型，然后进行打印，就是这样。”
专门开发的KAUST 3D打印机使用紫外线激光制造光纤。图片来自KAUST。
通过3D打印PCF，KAUST团队克服了这些几何限制。自定义横截面面积直接编程到纤维层本身中，完全不需要使用按比例放大的版本。根据Bertoncini的说法，这种新颖的工艺还允许沿单根光纤制造多个横截面，而这在其他方面是不可能的。该技术可用于将光束分成单独的偏振分量，就像棱镜对白光的作用一样。当需要时，也可以使用多个横截面来改变光束的焦点，从而为高速，高度定制的光纤生产的全新方法铺平了道路。
显示集成到单个光纤中的多个横截面的示意图。图片来自KAUST。
光学应用的3D打印
光学设备的3D打印是增材制造领域的前沿领域。 Luxexcel是3D打印处方眼镜的专家，最近与波导制造商WaveOptics合作开发了具有增强现实（AR）功能的3D打印处方智能眼镜。即将面世的镜头模块将把Luxexcel的镜头与WaveOptics的波导和投光器结合在一起，以正常尺寸提供智能技术，并可以与现成的眼镜架集成在一起。
在其他地方，来自3D打印机OEM Nanoscribe和弗莱堡大学的工程师最近合作使用双光子聚合（2PP）进行3D打印高分辨率玻璃二氧化硅微结构。光学器件由称为“ Glassomer”的玻璃状树脂制成，其表面粗糙度仅为6纳米，远低于许多传统制造的玻璃部件中所见的40-200纳米。科学家认为，他们的3D打印工艺可用于生产下一代微光学器件，并在医学成像系统中具有潜在的应用前景。
中国3D打印网原创文章！
(责任编辑：admin)
如何通过3D打印技术制作出
3D打印走进生活：马克·扎
高温钛合金及钛基复合材料
保时捷设计与彪马合作3D打
伊犁州奎屯医院实施首例3D
已打印超1万零件！线束加最新内容
昆士兰科技大学3D
全彩3D打印吉他在
PSAS成功发射3D打
新型机器人系统可
盘点2022年发生的热点内容
