CÁC NHÀ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ QUANG SỢI ADVANCE VỚI MÁY IN 3D TỐC ĐỘ CAO MỚI
Ngày tạo: 02/03/2021 2:17:38 CHCác nhà nghiên cứu từ Đại học Khoa học và Công nghệ King Abdullah (KAUST) đã phát triển một phương pháp in 3D sợi tinh thể quang tử mới - một loại sợi quang học đặc biệt.
Nhóm đã chế tạo một máy in 3D dựa trên SLA được xây dựng có mục đích cho dự án, một máy in cho phép các nhà khoa học tùy chỉnh các sợi quang của họ với các dạng hình học bên trong trước đây không thể thực hiện được. Giống như bất kỳ hệ thống dựa trên nhựa thông nào, nó hoạt động bằng cách đóng rắn photopolyme thành các bộ phận rắn từng lớp, ngoại trừ nó mang lại "sự dễ dàng và chính xác chưa từng có" trong khi chế tạo cấu trúc sợi ở tốc độ cao hơn nhiều so với quy trình sản xuất truyền thống.
Nghiên cứu đồng tác giả Andrea Bertoncini và Carlo Liberale sợi quang in 3D trong phòng thí nghiệm. Ảnh qua KAUST.
Sợi tinh thể quang tử là gì?
Công nghệ sợi quang có khả năng truyền thông tin với tốc độ ánh sáng. Như vậy, nó là động lực thúc đẩy hàng loạt công nghệ hiện đại, bao gồm các thiết bị hình ảnh y tế, hệ thống thông tin liên lạc quân sự và tất nhiên là internet tốc độ cao.
Sợi tinh thể quang tử (PCF) là một lớp phụ của sợi quang học xuất hiện tại Đại học Bath vào năm 1996. PCF đặc biệt ở chỗ chúng có một số kênh bên trong chạy dọc theo toàn bộ chiều dài của sợi quang. Các kênh hoạt động giống như những tấm gương gần hoàn hảo, cải thiện đặc tính bẫy ánh sáng và truyền dài của sợi. Điều này cuối cùng có nghĩa là tốc độ truyền tải nhanh hơn và giảm thất thoát thông tin.
Andrea Bertoncini, đồng tác giả của nghiên cứu, giải thích: “Các sợi tinh thể quang tử cho phép bạn giới hạn ánh sáng trong không gian rất chật hẹp, làm tăng sự tương tác quang học. “Điều này cho phép các sợi giảm khoảng cách lan truyền cần thiết để thực hiện các chức năng quang học cụ thể, như điều khiển phân cực hoặc tách bước sóng.”
Các khu vực mặt cắt ngang của các QTDND in 3D khác nhau. Hình ảnh qua KAUST.
Sử dụng in 3D để sửa đổi các đặc tính quang học
Phương pháp chính để điều chỉnh các đặc tính quang học của PCF là sửa đổi hình dạng mặt cắt của nó. Điều này được thực hiện ở giai đoạn sản xuất ban đầu, nơi các sợi được quy ước rút ra từ một bể thủy tinh silica nóng chảy. Các yếu tố có thể ảnh hưởng đến đặc tính của sợi bao gồm kích thước và hình dạng của các khoang rỗng, cũng như chính mẫu mặt cắt ngang.
Vì đường kính của một sợi quang thường là một phần nhỏ của milimet, các mẫu thường được vẽ ra trong các phiên bản thu nhỏ của sợi trước tiên. Trong khi điều này hoạt động, nó đưa ra giới hạn về số lượng hình học có thể có do các yếu tố như trọng lực và sức căng bề mặt.
Bertoncini cho biết thêm: “Các sợi tinh thể quang tử cung cấp cho các nhà khoa học một loại‘ núm điều chỉnh ’để kiểm soát các đặc tính dẫn ánh sáng thông qua thiết kế hình học. “Tuy nhiên, người ta đã không khai thác hết những đặc tính này vì những khó khăn trong việc sản xuất các mẫu lỗ tùy ý theo phương pháp thông thường. Điều đáng ngạc nhiên là bây giờ, với cách tiếp cận của chúng tôi, bạn có thể chế tạo chúng. Bạn thiết kế mô hình 3D, bạn in nó và thế là xong. ”
Máy in 3D KAUST được phát triển đặc biệt sử dụng tia laser UV để chế tạo sợi quang học. Ảnh qua KAUST.
Thay vào đó, bằng cách in 3D các PCF, nhóm KAUST đã có thể khắc phục những hạn chế hình học này. Các khu vực mặt cắt ngang tùy chỉnh được lập trình trực tiếp vào chính các lớp sợi, loại bỏ hoàn toàn nhu cầu làm việc với các phiên bản mở rộng.
Theo Bertoncini, quy trình mới cũng cho phép chế tạo nhiều khu vực mặt cắt ngang dọc theo một sợi quang học - một tính năng mà nếu không thì không thể. Kỹ thuật này có thể được sử dụng để tách một chùm ánh sáng thành các thành phần phân cực riêng lẻ của nó, giống như một lăng kính đối với một tia sáng trắng. Nhiều khu vực mặt cắt ngang cũng có thể được sử dụng để thay đổi tiêu điểm của chùm ánh sáng khi cần và mở đường cho một phương pháp sản xuất sợi quang tốc độ cao, có tính tùy chỉnh cao hoàn toàn mới.
Các chi tiết khác của nghiên cứu có thể được tìm thấy trong bài báo có tiêu đề "Ống dẫn sóng in 3D dựa trên thiết kế sợi tinh thể quang tử cho các thiết bị quang tử đầu sợi phức tạp". Nó được đồng tác giả bởi Andrea Bertoncini và Carlo Liberale.
Một giản đồ hiển thị nhiều khu vực mặt cắt ngang được tích hợp vào một sợi quang duy nhất. Hình ảnh qua KAUST.
In 3D cho các ứng dụng quang học
In 3D của các thiết bị quang học là một lĩnh vực tiên tiến trong sản xuất phụ gia. Luxexcel, một chuyên gia về ống kính theo toa in 3D, gần đây đã hợp tác với nhà sản xuất ống dẫn sóng WaveOptics để sản xuất kính thông minh theo toa in 3D với chức năng thực tế tăng cường (AR).
Nguồn: 3dprintingindustry
Tags: artec eva artec scanner artec 3d scanner artec spider artec eva 3d scanner artec 3d scanner price artec eva price artec eva scanner artec spider scanner artec eva 3d artec eva 3d scanner price artec 3d spider artec spider 3d scanner price máy quét artec máy quét 3d cầm tay máy quét 3D máy scan mini artec máy scan artec máy scan cầm tay máy scan 3d
.jpg)
.jpg)