利（lì）用3D打印技术创造了（le）微米大小的镜片

波（bō）兰华沙大学的（de）研（yán）究人员（yuán）利用激光直（zhí）接（jiē）书写（DLW）3D打印（yìn）技（jì）术设（shè）计出了微米大小的镜片。这种3D打印的透（tòu）镜（jìng）可以在各（gè）种材料上制作，包括易碎的（de）石（shí）墨烯类（lèi）材料（liào）。

位于物（wù）理（lǐ）系的（de）研（yán）究团队解释（shì）说，这（zhè）种透镜可（kě）以取代之前需要的笨重的显（xiǎn）微（wēi）镜目标，而这些目标是执行单个纳米大小（xiǎo）的发光体（tǐ）（如量子点或原子薄的2D材料）的光谱测量所需（xū）的。此（cǐ）外（wài），这些（xiē）笨重（chóng）的显微（wēi）镜必（bì）须放置在离待分析样（yàng）品约十分之一英寸的距离，这（zhè）可能会对许多类（lèi）型的现代实验造（zào）成限制。研究人员表示（shì），拟议（yì）的3D打印（yìn）镜头，将（jiāng）镜头正面与样品表面之间的（de）工作距离（lí）增加（jiā）了（le）两个（gè）数（shù）量级以上（shàng）。这有可能为（wéi）一类广泛的光学实验开辟了新的前景。

研究人（rén）员通过（guò）解释说，商（shāng）业化（huà）的3D打印机一直（zhí）在经历着快速发展（zhǎn），这与它的兼（jiān）容（róng）材料，包括高光学质量的（de）透明介质在内的兼容材料（liào）相（xiàng）吻（wěn）合。研（yán）究（jiū）人员表示（shì），3D打印技术（shù）与此类材料并驾齐驱，为生物（wù）、医学（xué）、超材料（liào）研究、机（jī）器人技术和微光学等（děng）诸（zhū）多科技领域开辟（pì）了新（xīn）的可（kě）能性。

在展（zhǎn）示其在光的提取和传递（dì）方面的应用（yòng）时，论文的（de）作者解释说，他们（men）已经开发出（chū）了高效的椭圆微透镜，可以在（zài）发光体的顶（dǐng）部3D打（dǎ）印（yìn）。这些（xiē）透镜被作者们描述为 "简单、经济（jì）有效、宽（kuān）频、通用性强（qiáng），并与其他广泛需要的（de）微（wēi）光学系统的组件兼容"，同时还（hái）可以在没有高数值孔径（jìng）光学器件（jiàn）的情况（kuàng）下运行。为了（le）制（zhì）造这种可以在（zài）各种样（yàng）品上（shàng）制（zhì）造的透镜，该（gāi）团队选择了使用DLW 3D打印工艺，论文中称（chēng）其为 "一种能够打印几乎任何形状的透镜的多功能技术"。DLW也被称为双（shuāng）光子（zǐ）3D光（guāng）刻技术，这（zhè）是一种能够（gòu）生产任意3D纳米结构的工艺。

这样的（de）技术由德国（guó）双光子快（kuài）速成型制造系统制造商Nanoscribe公司提供。去（qù）年，该公司推出了（le）量（liàng）子X，专门（mén）用于制造纳米尺寸的折射和（hé）衍（yǎn）射微（wēi）光学器件，其尺寸可以小到200微米。2019年底，来自劳（láo）伦斯（sī）利弗莫尔国家（jiā）实验室（shì）（LLNL）和香港中文大学的研究人员（yuán）在双（shuāng）光子（zǐ）快速成型制造方面取得（dé）了突破性进展，在限制牺牲分辨（biàn）率的同时（shí），加快了该（gāi）技（jì）术的制造速度。

作（zuò）者提出的3D打印（yìn）透镜的一（yī）个关键属性是，它能够增（zēng）加对半导体样（yàng）品发（fā）出（chū）的（de）光（guāng）的（de）提取，并将其发出的部（bù）分重塑成超窄光束。由于（yú）这一特性，研究（jiū）人员解释说，这（zhè）种（zhǒng）透镜（jìng）可以帮助消除（chú）执行（háng）单点状发光体的光（guāng）学测量所（suǒ）需的笨重的显微（wēi）镜。该论文作者（zhě）表示，3D打印（yìn）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（de）采集透（tòu）镜可以达到600毫（háo）米），这是（shì）迄今为止其他分光（guāng）镜技术无法达到（dào）的。

通常情况下，标准的分光显微（wēi）镜（jìng）测量的尺寸大致为手掌大小，重达（dá）一磅（半公斤（jīn）），而且（qiě）必须放置在与样品（pǐn）的距（jù）离非常小（xiǎo）的地方。当试图（tú）在脉（mò）冲高磁（cí）场、低温或微波腔内（nèi）进行测量时，这（zhè）可能会（huì）带来一些问题，另一方面，研究团队提出的3D打印镜头可以（yǐ）很容易地将（jiāng）其抬起来。此外，DLW 3D打印工（gōng）艺的高速能力意味着可以在一个样（yàng）品上制作出（chū）数百（bǎi）个（gè）微型透镜，这（zhè）有助于实现更多的时间（jiān）效率研究和（hé）假（jiǎ）设测（cè）试。"将它们排列成规则的阵列提供（gòng）了（le）一个方便的坐标系（xì）统，可以准确地指（zhǐ）定所选纳米（mǐ）物体的位置，并（bìng）允（yǔn）许在全球不（bú）同的实（shí）验室进行（háng）多次测量，"研究人员解释说。