能将超微器件结构打印到玻璃中的桌面型3-D打印系统

Dr. Yves Bellouard. (Image: Bart van Overbeeke)

Femtoprint(毫微微印刷),一个新的欧盟项目,于本月启动。启动该项目是为了设计一套能够将超微结构打印到玻璃中的便携式3-D激光打印系统。根据该项目的合作者,EindHoven科技大学机械工程系的Yves Bellouard博士的介绍,有了这套“毫微微打印机”系统,制造超微结构器件将不再是被大公司独占的领域。

超微器件是非常微小的机械,很难用肉眼观察。它们往往同时包含机械和电子元件,用于测量信号或驱动元件。越来越多的器件包含超微器件,如置入到笔记本电脑中的加速计。 当笔记本电脑突然跌落的时候,该器件能够检测到并确保硬盘做好冲击准备,从而防止数据丢失。另一个非常著名的超微系统的例子是被称为“芯片实验室”的器件,它能够测试一滴血液、尿液或唾液中的病原体或毒品。

制造微系统需要价格昂贵、能耗极高的大型的机器和一个特殊的超净室。Bellouard 认为这是造成微系统发展相对缓慢的原因之一——只有大公司才有这些必需的资源。而且,只有市场需要大量这种微器械的时候投资才有利可图。这意味着小型创新企业和机构会因为过于专业而无缘这个领域。

Bellouard 采用了另一种方案。他使用飞秒激光器将三维结构雕刻到玻璃中。玻璃中激光照射微区的特性会随着激光强度的变化相应发生变化。于是材料的一个重要的光学特性——光学折射率——就能够得到调整。结果使得选定的模式结构成为传导光的网络路径。这一发现可应用于光学计算机芯片,也可以用于光学运动传感器。

除了光学特性,激光还会影响玻璃的化学性质,特别是其对酸的敏感性。雕刻到玻璃中的三维结构可以一下子刻蚀出来,而传统的方法是一层一层的来建造这种结构。该三维结构是直接在玻璃内部雕刻出来的,与空气没有接触,所以也就不需要超净室。 Bellouard 与他的同事已经证明,这种方法使他们具备了制造一个芯片实验室的基本条件。

An important goal of 目前,该系统仍然要占据一张实验桌的面积。Femtoprint项目的一个重要目标是减少所需的激光器,从而使整个系统缩小到一个鞋盒大小。法国激光制造商,Amplitude Systèmes,将负责该项目的这一部分研究工作。还有法国、瑞士、德国和英国以及其它一些合作伙伴参与该项目。 Bellouard 的团队将主要研究激光对“熔融石英”(用于这种微结构的一种高规格玻璃)的作用特性。

原文:http://w3.tue.nl/nl/

译自:http://www.photonics.com/©

本文发表于水景一页。永久链接:<http://cnzhx.net/photonics/news/tabletop-3-d-system-to-print-in-glass/>。转载请保留此信息及相应链接。

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