KIT利用噴墨打印機制造布拉格反射鏡，大大簡(jiǎn)化制造工藝

據麥姆斯咨詢(xún)介紹，電介質(zhì)反射鏡（Dielectric mirrors），也稱(chēng)為布拉格反射鏡，幾乎可以完全反射光線(xiàn)。這使得其適用于眾多應用，例如相機系統、顯微鏡、醫療技術(shù)或傳感器系統。

以前，上述反射鏡必須在昂貴的真空設備中制造。而如今，德國卡爾斯魯厄理工學(xué)院（KIT）的研究人員首次使用噴墨打印機制造出高質(zhì)量的布拉格反射鏡。他們表示，該制造工藝“可以為定制反射鏡的數字化制造開(kāi)辟道路”。該研究成果發(fā)表于 Advanced Materials 期刊。

布拉格反射鏡由兩種光學(xué)材料組成的可調節的多層結構組成，確保特定波長(cháng)的光以目標方式反射。最常用的是四分之一反射鏡，其中每一層的厚度都對應四分之一的波長(cháng)。

布拉格反射鏡的反射強度取決于材料，還取決于材料的層數和材料之間的折射率差。以往，布拉格反射鏡的制造工藝必須使用昂貴的真空制造設備。KIT研究團隊首次成功地將布拉格反射鏡打印在不同載體上，并大大簡(jiǎn)化了制造工藝。

反射鏡打印在薄膜上

由納米顆粒制成的墨水

KIT光技術(shù)研究所Uli Lemmer教授評論說(shuō)：“開(kāi)發(fā)合適的*D打印墨水并建立可靠的多層生產(chǎn)工藝是一項巨大的挑戰?！盪li Lemmer負責該布拉格反射鏡制造項目——該項目是“*D Matter Made to Order (*DMM2O)”的一部分，*DMM2O目標是建立可擴展的數字化*D增材制造。

墨水的成分必須具有合適的光學(xué)特性，并且是可溶的。此外，每一層應盡可能均勻，以確保層堆疊的一致性。此外，壓力必須能夠精確控制并且結果必須具有可重復性，以可靠地保證出色的光學(xué)性能，即布拉格鏡的高反射率。

“由于納米化學(xué)的快速發(fā)展，納米顆粒變得更便宜、更多樣化?！盪li Lemmer說(shuō)道，“我們的團隊使用了兩種不同材料的混合物，二氧化鈦和聚甲基丙烯酸甲酯，作為墨水的光學(xué)活性成分?！?/p>

“使用上述材料制備的墨水，就能夠以極高的精度噴墨打印具有合適的光學(xué)特性和厚度的單層材料。我們僅用了十個(gè)雙層膜就實(shí)現了**%的超高反射率?！盪li Lemmer補充說(shuō)。

該制造工藝可以應用于小至幾微米范圍的區域，從而可以容易地制造用于微系統技術(shù)或用于相機系統的光學(xué)元件。另外，也可以打印更大的區域，例如太陽(yáng)能模塊、幾平方米的廣告展示。反射鏡甚至可以打印在柔性塑料薄膜上?！巴耆珨底只闹圃旃に囋试S生產(chǎn)針對應用精確定制的鏡面層。與以前的制造工藝相比，這是一項巨大的優(yōu)勢?！盪li Lemmer說(shuō)道。

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《*D打印和增材制造技術(shù)及市場(chǎng)-2022版》

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