利用3D打印技术创造了微米大（dà）小的镜片（piàn）

波兰华沙（shā）大（dà）学（xué）的研究人员利用激（jī）光直接书写（xiě）（DLW）3D打印技术设计出（chū）了微米大小的镜片。这种3D打印的透镜可以在各种材料上（shàng）制作，包括易碎的石墨烯（xī）类材料。

位于物理系（xì）的研究团队解释说，这（zhè）种（zhǒng）透镜可以取代（dài）之前需要的（de）笨重（chóng）的显微镜（jìng）目标，而这些（xiē）目标是执行单个纳米大小的发（fā）光体（tǐ）（如（rú）量子点或原子薄的（de）2D材料）的光谱测量所需的。此外，这些笨重的显微镜必须放置在离待分（fèn）析样品约十分之一英寸的距离，这可能会对许多类型的现代实验造成限制。研究人员（yuán）表示，拟议的3D打印镜（jìng）头，将镜头（tóu）正面与样品表（biǎo）面之（zhī）间的（de）工作距离（lí）增（zēng）加了两（liǎng）个数量级以上。这（zhè）有可能为一（yī）类广泛的光学实验（yàn）开辟了新（xīn）的前（qián）景。

研（yán）究人员通过解释（shì）说，商（shāng）业化的3D打印（yìn）机一直（zhí）在（zài）经历着快（kuài）速发展（zhǎn），这与（yǔ）它的兼（jiān）容材（cái）料，包（bāo）括高光学（xué）质量的透（tòu）明介质（zhì）在内的兼（jiān）容材料相吻合。研（yán）究人员表示，3D打印技术（shù）与此类（lèi）材料并驾（jià）齐驱，为生（shēng）物、医学（xué）、超材料研究、机器人技术和微光学等诸多（duō）科技（jì）领域（yù）开辟了新（xīn）的可（kě）能性（xìng）。

在展（zhǎn）示其在光的（de）提取和传递方（fāng）面（miàn）的应用时，论文的（de）作者（zhě）解释说，他们（men）已经开发出了高效的椭（tuǒ）圆微透镜，可以在发光体的顶（dǐng）部3D打印（yìn）。这（zhè）些透镜（jìng）被（bèi）作者们（men）描述为 "简单、经济有效（xiào）、宽频、通用性强（qiáng），并与其他广泛（fàn）需要的（de）微光学系统的组件兼容"，同时还（hái）可以在没有（yǒu）高数值（zhí）孔径光学器件的情况（kuàng）下（xià）运行。为（wéi）了制造这（zhè）种可（kě）以在各种样品上制造的透镜，该（gāi）团队选择（zé）了使用DLW 3D打印（yìn）工艺，论文中称其为 "一种能够打印几乎任何（hé）形（xíng）状的透（tòu）镜的多功能（néng）技（jì）术（shù）"。DLW也被称（chēng）为双光子3D光（guāng）刻技（jì）术，这（zhè）是一种能够（gòu）生产任意3D纳米结构的（de）工艺。

这样的技术由德（dé）国（guó）双光（guāng）子（zǐ）快速成型（xíng）制造系统制造商Nanoscribe公司提供。去年，该公（gōng）司推出（chū）了量子（zǐ）X，专门用于制（zhì）造纳米尺寸的折射和衍射微光学器件，其尺（chǐ）寸可以小到（dào）200微米。2019年底，来自劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）和香港中文大（dà）学的研究人员在双光子快速（sù）成型制造方面（miàn）取得了（le）突破性进展，在限制牺牲（shēng）分辨率（lǜ）的同时，加快了该技术的制造速度（dù）。

作者（zhě）提出的3D打印透镜的一个关键（jiàn）属性是，它能够增加对半导体样品发出的光（guāng）的提取，并将其发出的部分（fèn）重塑成超窄光（guāng）束。由于这一特（tè）性，研（yán）究人（rén）员解（jiě）释（shì）说（shuō），这种透镜可以帮助消除（chú）执（zhí）行单（dān）点状发（fā）光体的光学测量所需的笨重的显（xiǎn）微镜。该论文作者表示，3D打印（yìn）的微透镜还（hái）可以实（shí）现（xiàn）长工作距离的（de）光（guāng）学测量（1英寸的采集透镜可以（yǐ）达到600毫米），这是迄今为（wéi）止其他分光镜技术无法（fǎ）达到的。

通常情况下，标准的（de）分光显微镜（jìng）测量的（de）尺寸大致为手（shǒu）掌大小，重达一磅（半公（gōng）斤），而（ér）且必须（xū）放置在（zài）与样品的距离非常小的地方。当（dāng）试图在脉冲高磁场、低温或微波腔内进行（háng）测（cè）量时，这可（kě）能会带（dài）来一些问题（tí），另（lìng）一方面（miàn），研究团队提（tí）出（chū）的3D打印镜头可以很容易地将（jiāng）其抬起（qǐ）来。此外，DLW 3D打印工艺的高速能力意味着可以在一个样品上制作出（chū）数（shù）百个微型透镜，这有助于实现更（gèng）多（duō）的时间效率（lǜ）研究（jiū）和假设测试（shì）。"将它们（men）排列成规则的阵列（liè）提供了一个（gè）方（fāng）便的坐标系统，可以（yǐ）准确地指定所选纳米物体的位（wèi）置，并允许在全球不同的实验室（shì）进行多次测（cè）量，"研究（jiū）人（rén）员解释说（shuō）。