Разработан струйный принтер для изготовления оптических фильтров и зеркал

Прочитано: 67 раз(а)


Телескопы, световые барьеры, камеры, технология лазерных измерений или смартфоны: во многих устройствах и системах оптические фильтры обеспечивают отражение или прохождение света в зависимости от его длины волны. Исследователи из Технологического института Карлсруэ (KIT) разработали новые материалы и инновационную технологию производства таких фильтров для струйных принтеров.

«Оптические зеркала и фильтры необходимы везде, где в вашей работе используется свет», — объясняет профессор Ули Леммер, руководитель Института световых технологий (LTI) в KIT. «Однако до сих пор они производились в сложных вакуумных системах, которые потребляют много энергии и материалов и имеют сравнительно низкую производительность».

Оптические фильтры состоят из множества наложенных друг на друга слоев нанометровой толщины, состоящих из двух разных материалов, имеющих разную толщину и показатель преломления. Традиционные методы производства основаны на осаждении материала из паровой фазы на больших поверхностях при высоких температурах на крупных предприятиях — энергозатратный процесс, во время которого теряется много материала.

Струйный принтер для производства оптических фильтров

С помощью своего нового процесса, разработанного в рамках Кластера передового опыта под названием 3D Matter Made to Order, инициированного KIT и Гейдельбергским университетом, а также в рамках проекта Фонда Баден-Вюртемберга, Ули Леммер и его команда намерены сократить производство. затрат и гибко адаптировать свойства продукта к соответствующему применению.

Вот почему исследователи используют струйный принтер для производства струйных оптических фильтров (IJPOF). Для этого они используют две разные краски, специально разработанные для этого процесса. Первые чернила печатаются по каплям до тех пор, пока слой не приобретет нужную толщину. Затем материал отверждается с помощью УФ-излучения. Следующий слой затем производится из второй краски с использованием того же процесса. Таким образом, струйный принтер послойно изготавливает оптический фильтр из двух материалов, которые наносятся попеременно.

Индивидуальные продукты для конкретных приложений

«Одной из задач здесь является точное определение параметров печати и сушки, но прежде всего важно варьировать толщину слоя, чтобы получить именно то, что мы хотим», — объясняет Ули Леммер. «Именно толщина слоя определяет конечные свойства фильтра».

Процесс, разработанный в LTI, особенно подходит для специальных конструкций, которые обычно связаны с высокими затратами из-за отсутствия на сегодняшний день эффективных методов их производства. По словам исследователей, фильтры, производимые струйными принтерами, имеют большой спрос на спектроскопические процедуры в медицине, метрологические устройства для химической промышленности или телескопы с высоким коэффициентом отражения, которым необходимо покрывать большую поверхность.

Высокоэффективное зеркало со сверхвысоким коэффициентом отражения

Ученые LTI используют новый процесс струйной печати для производства не только оптических фильтров, но и диэлектрических зеркал. Эти высокотехнологичные зеркала, также известные как зеркала Брэгга, используются в таких приложениях, как системы камер, микроскопы или сенсорные системы. Они направляют свет нужной длины волны именно туда, где это необходимо. С помощью своего процесса печати, также разработанного в кластере передового опыта 3D Matter Made to Order Cluster of Excellence, исследователям удается производить зеркала Брэгга, печатая чернила из наночастиц на различных поверхностях.

Фильтры имеют сверхвысокий коэффициент отражения 99 процентов и индивидуальные оптические свойства. Этот метод изготовления подходит для оптических компонентов микрометрового диапазона, которые используются, например, в камерах, а также для больших поверхностей, таких как фотоэлектрические модули. Цель Ули Леммера и его докторантов — привести эту инновационную технологию производства оптических фильтров и зеркал нового поколения к коммерческому успеху, основав дочернюю компанию.

Разработан струйный принтер для изготовления оптических фильтров и зеркал



Новости партнеров