格拉斯哥的公立研究型大学——思克莱德大学的研究人员开发出一种低成本方法，可用于3D打印超分辨率显微镜所需的高性能光学镜片，其质量可与商业玻璃镜片相媲美，而每个镜片的成本不到1英镑。这一突破有望使先进成像技术变得更易获取，并为研究和工业领域实现完全定制化的光学系统。
“我们制造出的光学部件，能够以极高的细节水平捕捉生命最小单元的图像。这一方法为定制化成像系统开辟了可能，并突破了传统上无法实现或依赖昂贵玻璃制造服务的成像场景限制，”该研究的主要作者杰伊·克里斯托弗博士说。
斯特拉斯克莱德大学的研究员。照片由斯特拉斯克莱德大学提供
纳米尺度的定制成像
该方法结合了3D打印、硅胶模具和紫外光固化树脂，生产出具有光滑表面的多元件光学组件，其性能可与传统玻璃镜片相抗衡。基于团队此前制造全3D打印显微镜的工作，他们证明了消费级打印机能够提供高精度、低成本的光学系统。利用这项技术，研究人员在对细胞骨架中的微管成像时，实现了约150纳米的分辨率——这通常是传统光学器件无法达到的细节水平。“随着消费级3D打印技术逐年精进，我们的目标从探索3D打印透镜能否用于生物成像，扩展到挑战其在最新先进成像概念中的应用极限，”领导该研究团队的拉尔夫·鲍尔博士说。
3D打印镜片。图片来源：斯特拉斯克莱德大学
研究团队将他们的镜片与高端和经济型商用光学件进行了比较，发现性能相当。他们计划探索多焦点和仿生镜片设计，以拓展3D打印成像系统的可能性。“我们的新方法将使科学家和企业能够触及以往因高昂成本而被专业科技封锁的工具。利用经济实惠的3D打印机和材料，他们可自主制造组件以解决实际问题，从而催生独特的研究与产品开发方案，”克里斯托弗博士补充道。
拓展3D打印光学的应用范围
除了显微镜领域，增材制造正在多个领域日益改变着光学设计与制造。例如，软件公司opdo推出了一个AI驱动平台，能够快速生成可制造的光学设计。结合如xolography这样的体3D打印技术，该平台能制造出具有微米级精度和高透明度的组件，从而简化从数字设计到实体光学元件的工作流程。
同样，斯图加特大学第四物理研究所的研究人员展示了3D打印微光学器件在高功率激光系统中的应用。他们利用双光子聚合技术，直接在光纤上制造微尺度透镜，将光纤和激光晶体集成到紧凑的混合振荡器中。由此产生的系统提供了稳定、高输出的性能，且未对打印的光学器件造成损伤。
中国3D打印网编译文章！
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