利用3D打印技术创造（zào）了微米大小的（de）镜片

波兰华沙大学的研（yán）究人员利用激光直接书写（DLW）3D打（dǎ）印（yìn）技术（shù）设计出了微（wēi）米大小（xiǎo）的镜片（piàn）。这种3D打印的透镜可以在各种材料上制作，包括（kuò）易碎的石墨烯类材料。

位（wèi）于物理系的研（yán）究团队解释（shì）说，这种透镜可以取代之前需要的笨重（chóng）的显微镜目标，而这些目标（biāo）是执行单个（gè）纳米大小的发光体（如量子点或原子（zǐ）薄的2D材料）的光谱测量所（suǒ）需的。此外，这些笨（bèn）重的显微镜必须放（fàng）置（zhì）在离待分析样品约十分之一英（yīng）寸的距离，这（zhè）可能会对许多类（lèi）型的（de）现（xiàn）代实验造成限制。研（yán）究人员表示，拟议（yì）的（de）3D打（dǎ）印镜头，将镜（jìng）头正（zhèng）面与（yǔ）样品表面之间（jiān）的工作距离增加了两个数（shù）量级（jí）以上。这有（yǒu）可（kě）能为一（yī）类广泛的光学实（shí）验开辟了新的前（qián）景。

研究人员通过解（jiě）释说，商业化的3D打印机一直在经历着快（kuài）速发展，这（zhè）与它的兼（jiān）容（róng）材料，包（bāo）括（kuò）高光（guāng）学质量的（de）透明介（jiè）质（zhì）在内的兼（jiān）容（róng）材料相（xiàng）吻合。研究人员（yuán）表（biǎo）示，3D打印技术与此类材料并驾齐驱，为生物（wù）、医学（xué）、超材料研究、机器人技术和微（wēi）光学等诸多科技领域（yù）开辟了新的可能性。

在展示其在（zài）光的提取和传（chuán）递方面（miàn）的应用（yòng）时，论文的作者解释（shì）说，他们已经开（kāi）发出了高效的椭圆微透（tòu）镜，可（kě）以在发光体的（de）顶部（bù）3D打印（yìn）。这些透镜（jìng）被作（zuò）者们描述为（wéi） "简单（dān）、经（jīng）济有效、宽频（pín）、通用性强，并与其他广泛需（xū）要的（de）微光（guāng）学系统的（de）组件（jiàn）兼容"，同（tóng）时还可以在没有高数值（zhí）孔径光学（xué）器（qì）件的情况下运行。为了制（zhì）造这种可以在各种样（yàng）品上制造（zào）的透镜，该（gāi）团队选择了使用DLW 3D打印工艺，论文中称其为 "一（yī）种能够打印（yìn）几乎任（rèn）何形状的透镜的多功能（néng）技术"。DLW也被称为（wéi）双光子3D光刻技术，这是一种能够生产（chǎn）任意3D纳（nà）米（mǐ）结构（gòu）的工艺。

这样的技术由德国双光子快（kuài）速成型制（zhì）造系（xì）统制造商Nanoscribe公司提供。去年，该公（gōng）司（sī）推（tuī）出了量子X，专门用于制造纳米（mǐ）尺（chǐ）寸的（de）折（shé）射和衍射微光学器件（jiàn），其尺寸可以（yǐ）小到200微米。2019年底，来自劳伦（lún）斯利弗莫（mò）尔（ěr）国家实验（yàn）室（shì）（LLNL）和香港中文（wén）大学的研究人员在双光（guāng）子快速成型制造（zào）方面取得了突（tū）破（pò）性进（jìn）展，在限制牺牲（shēng）分（fèn）辨率的同时，加（jiā）快了（le）该技术的制（zhì）造速度。

作者（zhě）提出（chū）的3D打印透镜的一个关键属性是，它（tā）能（néng）够增加对半导体（tǐ）样品发（fā）出的光的提取（qǔ），并（bìng）将其（qí）发（fā）出（chū）的部分重（chóng）塑成超（chāo）窄光束。由（yóu）于这一特性（xìng），研（yán）究人员解释说（shuō），这种透镜可以帮（bāng）助消除执行单点状（zhuàng）发光体的光（guāng）学测量所需（xū）的笨重的显微镜。该论文作者表（biǎo）示，3D打印的微透镜还可（kě）以（yǐ）实现长工作距离的光学（xué）测量（1英寸（cùn）的采集透镜可以达（dá）到600毫米（mǐ）），这是迄今为止其他分光镜技术无法达到的。

通常情况（kuàng）下，标准的分光显微（wēi）镜（jìng）测量的尺寸（cùn）大致为（wéi）手（shǒu）掌大小，重达一磅（半公斤（jīn）），而（ér）且必（bì）须（xū）放置在（zài）与样品的距离非常小的（de）地方。当试图（tú）在脉冲高磁场、低温或（huò）微（wēi）波腔内进行测量时，这可能会带来一（yī）些问（wèn）题，另（lìng）一方面，研究团队提出的3D打印镜头可以（yǐ）很容易（yì）地将其抬起来。此外，DLW 3D打印工艺的高速能力意味着可以在一个（gè）样品（pǐn）上制作出数百（bǎi）个微型透镜，这有助于实现更多的时间效率研究和假设测试。"将它们排列成规则（zé）的阵列（liè）提供了（le）一个方便（biàn）的坐（zuò）标系统，可以准确地指定所选纳米物（wù）体的位置，并允许在全球不同的实验室进行多（duō）次测量，"研（yán）究人员解释说。