- 成果详情
成果原理
时空整形与相位调制:装置包括展宽器、放大器、可变焦透镜、光栅和空间光调制器等组件,通过这些组件对飞秒激光脉冲进行时空整形和相位调制,实现不同尺度的三维对称焦斑形状。
4F成像系统:利用第一凸透镜、平面反射镜和第二凸透镜组成的4F成像系统,将调制后的激光脉冲聚焦到打印材料内部,实现高精度的光固化成型。
动态光束控制:通过调节可变焦透镜的焦距和透镜间距,实现光束比例的缩放,同时通过可调衰减片控制光束能量,适应不同打印需求。
实时监控与反馈:装置配备CCD相机,通过分色镜接收打印材料的反射光,实时观察3D打印过程,确保打印精度。
成果价值
高精度与多分辨率:能够实现从微米到亚毫米尺度的多分辨率打印,满足不同应用场景的需求。
材料多样性:适用于多种光固化材料,包括有机-无机复合材料和功能性纳米材料。
快速成型:通过优化光路设计和动态控制技术,显著提高打印速度,减少制造时间。
实时监控与质量控制:配备实时监控系统,能够及时调整打印参数,确保打印质量。
广泛的应用前景:可用于微机电系统、生物医学工程、微纳光学等领域,推动相关技术的发展。
成果创新点
时空整形与相位调制:通过空间光调制器和4F成像系统,实现了对飞秒激光脉冲的时空整形和相位调制,显著提高了打印精度。
动态光束控制:通过可变焦透镜和可调衰减片,实现了光束比例和能量的动态调节,适应不同打印需求。
实时监控与反馈:通过CCD相机和分色镜,实现了打印过程的实时监控,提高了打印质量的可控性。
成果现状
目前,多分辨率飞秒激光3D打印技术已取得显著进展。该装置在实验室环境中表现出色,能够实现高精度、多分辨率的3D打印。此外,该技术还在生物医学工程和微纳制造领域得到了初步应用,例如用于制造生物医学功能器官和微机电系统。未来,随着技术的进一步优化和推广,该装置有望在更多高端制造领域得到广泛应用。