利用3D打（dǎ）印技术（shù）创造了微（wēi）米（mǐ）大小的镜片

波兰华沙大学的研究人员利用激（jī）光直接书写（xiě）（DLW）3D打印技术设计出了微（wēi）米大小的镜片。这种3D打（dǎ）印的透镜可以在各种（zhǒng）材料上制作，包括易碎的石墨烯类材料。

位（wèi）于物理（lǐ）系（xì）的研究团队解（jiě）释（shì）说，这种透镜可（kě）以取代（dài）之前需要（yào）的（de）笨重的显（xiǎn）微镜目标，而（ér）这些目标是执（zhí）行单个纳米大小（xiǎo）的发光体（如量（liàng）子（zǐ）点或原子薄的2D材料（liào））的光谱（pǔ）测量所需的。此外，这些笨重的（de）显微镜必须放置在离待分（fèn）析（xī）样（yàng）品约（yuē）十分之一英寸的（de）距离，这可能会对许多类型的现代（dài）实验造成限制。研究人员（yuán）表示，拟议的3D打印镜头，将镜（jìng）头正面与样品表面之（zhī）间的工（gōng）作距离增（zēng）加了两个数量级以上。这有可能为一类广泛（fàn）的光学实验开辟了新的前景。

研究（jiū）人员通（tōng）过解释（shì）说，商业化的3D打印机一（yī）直在（zài）经历着快（kuài）速（sù）发展（zhǎn），这与它的（de）兼容材料，包括高（gāo）光学质量的透明介质在内（nèi）的兼容材料相吻合。研究人员表示，3D打印技术与此类材料并（bìng）驾齐驱，为生（shēng）物、医（yī）学、超材料研究、机器人技术和微（wēi）光（guāng）学等诸多科技领域开（kāi）辟（pì）了新（xīn）的可能性。

在展示其（qí）在（zài）光的提取和传递方面（miàn）的（de）应用时（shí），论文的作者解释说，他们已经开发出了高效的（de）椭圆微透镜，可以在发（fā）光体的（de）顶部3D打印。这些透镜被（bèi）作者们（men）描（miáo）述为 "简单、经济有效、宽（kuān）频、通用性强（qiáng），并与其他广泛需（xū）要的微光（guāng）学系统的组（zǔ）件兼容（róng）"，同时还可以在（zài）没有高数（shù）值孔径光（guāng）学器件的情况下运行。为了制造这种（zhǒng）可以在各种样品上制（zhì）造的透镜，该团队选择了使用DLW 3D打印工艺，论文中（zhōng）称其为 "一种能够打印几乎（hū）任何形状的透镜的多（duō）功能技术"。DLW也被（bèi）称为双光子3D光（guāng）刻技术，这是一种（zhǒng）能够生产任（rèn）意3D纳米（mǐ）结构（gòu）的工艺。

这样的技术由德国双光子快（kuài）速成型（xíng）制造（zào）系统制（zhì）造商Nanoscribe公司提供（gòng）。去年（nián），该公司（sī）推出了量（liàng）子（zǐ）X，专门（mén）用于制造纳米（mǐ）尺寸的折（shé）射（shè）和衍射微（wēi）光（guāng）学器件，其尺寸可以（yǐ）小到200微（wēi）米。2019年底，来自劳伦（lún）斯利弗莫尔（ěr）国家实验室（LLNL）和（hé）香港中文大学的研究人员在双光子快速成（chéng）型制造方面取得了突破性进（jìn）展，在（zài）限制牺（xī）牲分（fèn）辨率的（de）同（tóng）时，加快（kuài）了该技术的制造速度。

作者（zhě）提出的（de）3D打印（yìn）透镜（jìng）的一个关键属性是，它能够增加对半导（dǎo）体（tǐ）样品发出的光的提（tí）取，并将其发出的部分重塑（sù）成（chéng）超窄（zhǎi）光束。由于这（zhè）一特性，研究人员解释（shì）说，这种透镜（jìng）可以帮助消除执（zhí）行（háng）单（dān）点（diǎn）状发光（guāng）体的光学测量所需（xū）的笨重的显微镜。该论文（wén）作（zuò）者表示，3D打印（yìn）的微透镜还可以实现长工作距离的光学（xué）测量（1英（yīng）寸（cùn）的采集透镜可以（yǐ）达到600毫米），这是迄今为止（zhǐ）其他分（fèn）光镜技术无法达到的。

通常情况下（xià），标准的分光显（xiǎn）微（wēi）镜测量的尺寸大致为手掌大（dà）小，重达（dá）一磅（半公斤（jīn）），而且（qiě）必（bì）须放置（zhì）在与样品的距（jù）离非常小（xiǎo）的地方。当试图在（zài）脉冲高磁场、低温或微波腔内进行测量时，这可（kě）能会带（dài）来一（yī）些问（wèn）题（tí），另一方面（miàn），研究团队提出（chū）的3D打印镜头（tóu）可以很容易地将（jiāng）其抬起来。此外，DLW 3D打（dǎ）印工艺的（de）高速能力意（yì）味（wèi）着可以在一（yī）个样品上制作出数百个微型透镜，这有助于实现更多的时间效率研究和假设（shè）测试。"将（jiāng）它们（men）排列成规则的阵列提供了一（yī）个方便的坐标系统，可以准确地（dì）指定所选纳米物体的位置，并（bìng）允许在全球不同的实验室（shì）进行多次测量，"研究人（rén）员解释说。