Student wykorzystuje technologię Nanoscribe do badania mikrostruktur drukowanych w 3D dla optyki w pracy magisterskiej

Dwa lata temu, Uniwersytet Leiden w Holandii kupił drukarkę 3D Nanoscribe, którą uniwersytecki dział Quantum Optics jest obecnie zainteresowany wykorzystaniem do tworzenia i badania złożonych struktur optycznych 3D. To sprawia, że ​​konieczne jest przyjrzenie się wszystkim istniejącym problemom związanym z wykorzystaniem technologii Nanoscribe do drukowania obiektów optycznych 3D.

Uczeń Lejdy Evert Stolte niedawno ukończył pracę magisterską zatytułowaną "Charakteryzacja mikro-struktur drukowanych 3D dla optyki", na stopień Bachelor of Science w dziedzinie fizyki. Teza Stolte'a, którą nadzorował Martin van Exter, badała trójwymiarowe mikrostruktury optyczne za pomocą uniwersyteckiej drukarki Nanoscribe 3D.

Streszczenie brzmi: "W toku badań odkrywamy możliwość produkcji akrylowych mikrostruktur w optyce w przypadku drukarki 3D Nanoscribe, która wykorzystuje polimeryzację dwufotonową. Dokładniej, próbuje scharakteryzować wpływ naturalnych wad metody produkcji druku 3D na optykę transmisyjną dalekiego pola. Badane próbki to kraty o różnych okresach w zakresie od 4 do 1 mm i próbki o płaskich i nachylonych powierzchniach. Kraty pokazują efekty optyczne z przesunięć, cyklu pracy i wysokości oraz efekty rozpraszania z linii pisania. Kroki są podejmowane w kierunku trójwymiarowych próbek wielowarstwowej siatki drukarskiej, przy końcowym celu, jakim jest wytwarzanie struktury drewna i innych wielowarstwowych kryształów fotonowych. "

Głównym celem badań Stolte było scharakteryzowanie możliwego pasma ograniczenia, dla celów optycznych, struktur 3D drukowanych przy użyciu technologii Nanoscribe, począwszy od płaskich powierzchni i kratek, takich jak te składające się z równoległych prętów.

"Zwłaszcza w przypadku większych, bardziej mezoskopowych struktur, części mogą być płaskie. Może to być jednak problematyczne ze względu na dyskretną naturę drukowania 3D, "napisał Stolte

Teza także wskazuje, że im więcej" interesujących struktur "będzie miało wiele warstw krat.

Zgodnie z tekstem, "jedną optyczną wielowarstwową strukturą okresową, która jest szczególnie interesująca, jest kryształ" woodpile ": warstwy równoległych prętów jedna nad drugą, obracane o 90 ° co drugą warstwę, jak ułożone drewniane belki. Ta struktura została stworzona i zbadana w przeszłości, ze względu na jej optyczną szczelinę pasma i stosunkowo prosty sposób wytwarzania cienkich sztabek. Stos drewna został również wytworzony przy użyciu podobnych metod polimeryzacji fotonów i zastosowanydo wielu celów. Jednak dzięki Nanoscribe widzimy możliwość modyfikacji tej struktury. Zamiast 90 ° różnicy między warstwami można wykonać za pomocą Nanoscribe kryształ o innym kącie. Ten skręcony stos drewna ma różne transmisje w świetle spolaryzowanym prawym i leworęcznym. "

Zgodnie z opublikowanym w zeszłym roku artykułem na temat wykorzystania fotonicznych kryształów 3D do zastosowań w świetle widzialnym, kryształy fotoniczne są strukturami o okresowo modulowany współczynnik załamania światła.

Poza modyfikacją struktury kryształów drewnianych, Stolte badał również niezamierzone rozproszenie od chropowatości powierzchni, a także efekt niezgodności "pomiędzy zamierzoną i wytworzoną strukturą na optycznym wzorze dyfrakcji dalekiego pola . "

W badaniach podjęto również kroki mające na celu zarówno produkcję, jak i badania transmisji trójwymiarowych okresowych struktur optycznych, takich jak skręcony woodpile.

Stolte podsumowuje:" Po eksploracji Drukowanie 3D w kratach jednowarstwowych wykonanych w tym badaniu, przyszłe badania powinny koncentrować się bardziej na układaniu krat. "