3D лазерните нанопринтери стават компактни
Лазерите в лазерни принтери за разпечатки на хартия са много малки. 3D лазерните принтери за 3-измерни микроструктури и наноструктури, за разлика от тях, досега изискваха големи и скъпи лазерни системи. Изследователи от Технологичния институт в Карлсруе (KIT) и Хайделбергския университет сега използват друг процес за тази цел. Двустепенната абсорбция работи с евтини и малки сини лазерни диоди. В резултат на това могат да се използват много по-малки принтери. Работата е докладвана в Nature Photonics.
Понастоящем лазерния печат е методът на избор за производство чрез 3D печат, тъй като предлага най-добрата пространствена разделителна способност от всички методи и достига изключително висока скорост на печат. При лазерния печат фокусиран лазерен лъч се насочва към светлочувствителна течност. Във фокусната точка лазерната светлина завърта превключвател в специални молекули и предизвиква химическа реакция. Реакцията води до локално втвърдяване на материала. Чрез преместване на фокусната точка могат да бъдат произведени всякакви 3D микро- и наноструктури. Химическата реакция се основава на така наречената двуфотонна абсорбция, което означава, че два фотона възбуждат молекулата едновременно, което причинява желаната химическа модификация. Въпреки това, това едновременно възбуждане се случва много рядко, поради което трябва да се прилагат сложни импулсни лазерни системи, което води до по-големи размери на лазерния принтер.
По-компактни 3D принтери, благодарение на двуетапния процес. При използване на така наречения двуетапен процес могат да се реализират по-компактни, по-малки принтери. Първият фотон прехвърля молекулата в междинно състояние. Във втория етап втори фотон прехвърля молекулата от междинно състояние в желаното възбудено състояние и започва химическа реакция. Предимството: За разлика от двуфотонното поглъщане, абсорбцията на двата фотона не трябва непременно да се случва едновременно. „За процеса могат да се използват компактни лазерни диоди с непрекъсната вълна с ниска мощност“, казва Винсент Хан, първият автор на изследването от Института по приложна физика (APH) на KIT. Необходимата мощност на лазера е далеч под тази на конвенционалните лазерни показалки. Печатът обаче изисква специфични фоторезисти“.
„Публикацията разкрива, че идеята работи, дори по-добре от използваната преди това двуфотонна абсорбция“, казва Хан. За Мартин Вегенер предимството е очевидно: „Разликата е голяма между използването на фемтосекунден лазер, голям колкото голям куфар за няколко десет хиляди евро, или полупроводников лазер, който е голям колкото глава на щифт и струва по-малко от десет евро. Сега , другите компоненти на 3D лазерния нанопринтер също трябва да бъдат миниатюризирани. За мен устройство, което ще бъде голямо колкото кутия за обувки, изглежда реалистично през следващите години. Това би било дори по-малко от лазерния принтер на моя десктоп в KIT. “ По този начин 3D лазерните нанопринтери могат да станат достъпни за много групи. Експертите вече говорят за демократизация на технологията за 3D лазерен печат.
