利用3D打印技术创（chuàng）造了微米大小的镜片（piàn）

波兰华沙大学的研究人员（yuán）利用激光直（zhí）接书写（DLW）3D打（dǎ）印技（jì）术设计出（chū）了微米大（dà）小（xiǎo）的镜片。这（zhè）种3D打印的透镜可以在各种（zhǒng）材料上制作（zuò），包括易碎的石墨烯类材料。

位（wèi）于物理系的研究团队（duì）解释（shì）说（shuō），这种透镜可以（yǐ）取代之前需要的笨重的显微镜目（mù）标，而（ér）这些目标是（shì）执行单个纳米大小的发光体（如量子点或原子薄的（de）2D材料）的光谱测（cè）量所（suǒ）需的。此外，这些笨（bèn）重的显微镜必须放置（zhì）在离（lí）待分（fèn）析样（yàng）品（pǐn）约（yuē）十分之一英寸的距离，这可能会对许（xǔ）多类型的现代实验造成限制。研究人员表示，拟议的3D打印（yìn）镜头，将镜头正面与样品表面之间的工作距离增加了两（liǎng）个数量级以（yǐ）上。这有可能为一类广泛的（de）光学实验开（kāi）辟了新（xīn）的前（qián）景。

研究人员（yuán）通过解释（shì）说（shuō），商业化的3D打（dǎ）印机一（yī）直在（zài）经（jīng）历着快速（sù）发（fā）展，这与它的兼容材料，包括（kuò）高光学质量的透明介质在内的兼（jiān）容材料相（xiàng）吻（wěn）合。研（yán）究人员表示，3D打（dǎ）印技术与此类材料并驾齐（qí）驱，为生物、医学、超材料研究、机器人技术和微光学等诸多科技领域开辟了新的可（kě）能性（xìng）。

在展（zhǎn）示其在光的（de）提取和传（chuán）递方面的应用时，论文的作者解释说，他们已经开发出了高效的（de）椭圆（yuán）微透镜，可（kě）以在（zài）发光体（tǐ）的顶部3D打印（yìn）。这些透镜被作者们描（miáo）述为 "简单、经济（jì）有效、宽频（pín）、通用性强，并（bìng）与其他（tā）广泛需要（yào）的微光学系（xì）统（tǒng）的组件兼容"，同时还可以在没有高数值孔径光学器件的情（qíng）况下（xià）运行。为了制造（zào）这种可以在各种（zhǒng）样品上制造的透镜，该团（tuán）队选择了使用DLW 3D打（dǎ）印工艺，论文中称其为（wéi） "一种能够打（dǎ）印几乎任何形（xíng）状的透镜的多（duō）功能技术"。DLW也被称（chēng）为双光子3D光（guāng）刻技术，这是一种（zhǒng）能够生产任意3D纳米（mǐ）结构的工（gōng）艺。

这样的技术由德国双（shuāng）光子快速成型制造（zào）系统制（zhì）造（zào）商（shāng）Nanoscribe公司提供（gòng）。去年（nián），该公司推出了量子X，专门（mén）用于制造纳米尺寸（cùn）的折射（shè）和衍射（shè）微光学器件，其尺寸可以小（xiǎo）到200微米。2019年底，来自劳伦斯利弗莫（mò）尔国家实验室（LLNL）和香港中文（wén）大学的研（yán）究人员（yuán）在双（shuāng）光子快速成型（xíng）制造方面（miàn）取得（dé）了突破性进展，在限制牺牲分辨（biàn）率的同时，加快了该技术（shù）的制造速度。

作者提出（chū）的3D打（dǎ）印透（tòu）镜（jìng）的一个关键属性是，它能够增加对半导体（tǐ）样品发出的光的提取，并将其发出的部分重（chóng）塑成超窄光束。由（yóu）于这一特性（xìng），研（yán）究人员解释说（shuō），这种透镜（jìng）可以帮（bāng）助（zhù）消除执行（háng）单点（diǎn）状发光体的光（guāng）学测量所需（xū）的笨重的显（xiǎn）微镜。该论文（wén）作者表示，3D打印的微透镜还（hái）可以（yǐ）实现长工（gōng）作距离的光学测量（1英寸的采集透（tòu）镜可以达到600毫米（mǐ）），这（zhè）是迄今为止其他分光镜技术无法（fǎ）达到的。

通（tōng）常情况下，标准的（de）分（fèn）光显微（wēi）镜（jìng）测量的尺寸大致为手掌大（dà）小，重达（dá）一磅（半公斤），而且必须（xū）放（fàng）置（zhì）在与样品的距离（lí）非常小的地方。当（dāng）试图在脉冲高磁场、低温或微波（bō）腔内进行测量时，这可（kě）能会带来一些问题，另一方面，研（yán）究团队提（tí）出（chū）的3D打（dǎ）印镜头可（kě）以很容易（yì）地将（jiāng）其抬起来。此（cǐ）外（wài），DLW 3D打印工艺的（de）高速能力意味（wèi）着可以（yǐ）在一个（gè）样品（pǐn）上制作出数百个微型透镜，这有（yǒu）助于实现更多的时间效率研究和（hé）假设测（cè）试。"将它（tā）们排列成规则的阵列提（tí）供了一个（gè）方便的坐标系统，可以准确地（dì）指（zhǐ）定（dìng）所选纳米物体的位置，并（bìng）允许在全球不同的实验室进行多次测（cè）量，"研究人员解释说。