蓋世汽車訊 據(jù)外媒報道，斯圖加特大學(xué)（University of Stuttgart）研究人員開發(fā)了一種新方法，將抗反射（AR）涂層用于直徑小至600微米的3D打印多透鏡系統(tǒng)。這些涂層有助于最大限度地減少由于反射而造成的光損失，對于制造由多個微透鏡組成的高質(zhì)量3D打印系統(tǒng)而言至關(guān)重要。

（圖片來源：Simon Ristok, University of Stuttgart）

研究小組負責(zé)人Harald Giessen表示，“我們的新方法將惠及所有使用多個透鏡的3D打印復(fù)雜光學(xué)系統(tǒng)，尤其適用于微型光纖內(nèi)窺鏡等應(yīng)用。這些應(yīng)用需要高質(zhì)量的光學(xué)器件，并需要在不太理想的照明條件下成像。”

像攝像頭中使用的大鏡頭在組裝成設(shè)備之前都要經(jīng)過涂層處理。然而，對于寬度小于1毫米的3D打印透鏡，傳統(tǒng)的涂層技術(shù)（如濺射）無法使用。這是由于整個透鏡系統(tǒng)通常是在單一的步驟中打印的，因此形成了難以觸及的中空開口和切口。

在研究論文中，研究人員描述了他們的新型低溫?zé)嵩訉映练e（ALD）技術(shù)，該技術(shù)與3D打印聚合物材料兼容。該技術(shù)可用于同時覆蓋復(fù)雜系統(tǒng)的所有透鏡表面，即使該結(jié)構(gòu)有中空部件和凹口。該新技術(shù)也可用于將其他薄膜系統(tǒng)（如彩色濾光片）直接沉積到3D打印微透鏡上。

研究論文第一作者Simon Ristok表示，“我們首次將ALD應(yīng)用于3D打印復(fù)雜微光學(xué)系統(tǒng)的抗反射涂層。此種方法可用于制造新型的極薄內(nèi)窺鏡設(shè)備，可能使診斷甚至治療疾病的新方法成為可能。此外，該方法還可用于制造自動駕駛汽車的微型傳感器系統(tǒng)，或用于增強/虛擬現(xiàn)實設(shè)備（如護目鏡）的高質(zhì)量微型光學(xué)裝置?！?/p>

在光學(xué)系統(tǒng)中，由于反射，少量的光在每個透鏡和空氣界面處丟失。如果系統(tǒng)包含多個透鏡，損耗會累積起來，那么抗反射涂層就變得至關(guān)重要。反射會降低透鏡系統(tǒng)的成像質(zhì)量。Giesse表示，“我們一直致力于3D打印微光學(xué)，并努力改進和優(yōu)化我們的制造工藝。下一步就是在我們的光學(xué)系統(tǒng)中添加AR涂層，以提高復(fù)雜透鏡系統(tǒng)的成像質(zhì)量?！?/p>

盡管ALD可用于應(yīng)用AR涂層，但通常需要高溫才能熔化用于3D打印復(fù)雜微光學(xué)系統(tǒng)的材料。3D打印透鏡在200°C時通常是穩(wěn)定的，因此研究人員開發(fā)了一種ALD工藝，可在150°C時工作。.

ALD將3D打印透鏡系統(tǒng)暴露在含有抗反射涂層分子塊的氣體中，氣體分子可以自由移動到3D打印結(jié)構(gòu)的空腔部分，在所暴露的透鏡表面形成均勻的薄層。通過添加連續(xù)的層和改變前驅(qū)氣體，可以調(diào)整厚度和材料性能，形成高折射率和低折射率涂層或其他AR涂層設(shè)計。

研究人員對3D打印樣品上的ALD涂層進行了表征，發(fā)現(xiàn)涂層將平面基底在可見波長的寬頻帶反射率降低到1%以下。研究人員還使用只有600微米寬的3D打印雙鏡頭成像系統(tǒng)測試了該ALD涂層技術(shù)。Ristok稱，“為了打印雙透鏡系統(tǒng)，我們使用了Nanoscribe Quantum X微細制造系統(tǒng)，使得3D打印透鏡的表面變得更光滑。我們的ALD涂層顯著降低了反射率，從而增強了多透鏡系統(tǒng)的傳輸性能?！?/p>

研究人員計劃使用ALD技術(shù)創(chuàng)造具有更多層的先進涂層設(shè)計，可以進一步減少特定波長的反射損失。研究人員表示，微光學(xué)3D打印和AR涂層ALD沉積都非常適合于快速原型或小規(guī)模生產(chǎn)，如減少加工時間則可使這兩種方法適合于量產(chǎn)。

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