3D打印的近红外高数字光圈无色金属传感器
Heming Wei1, Wenchen Hu1, Jingtian Hu2
1Key Laboratory of Specialty Fiber Optics and Optical Access Networks, Joint International Research Laboratory of Specialty Fiber Optics and Advanced Communication, Shanghai University, Shanghai 200444, China.
iScience
|June 12, 2025
概括
研究人员使用3D打印开发了一种紧的无色金属. 这种先进的金属对宽波长提供了卓越的聚焦能力,对航空航天应用有很大的希望.
科学领域:
- 光学和光子学 在光学和光子学.
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 传统的光学弗雷内尔微镜头面临尺寸,成像质量和无色聚焦效率的局限性,特别是在高数值光圈 (NA) 时.
- 与传统光学相比,金属透镜利用子波长结构进行相位调节,在小型化方面具有优势,并提高了对焦性能.
研究的目的:
- 为了逆向设计和制造高NA,宽带无色金属具有提高聚焦效率和降低体积.
- 探索3D打印技术的潜力,为航空航天领域等专业应用创造先进的超级设备.
主要方法:
- 逆向设计原则被用于概念化金属结构.
- 通过双光子聚合直接激光写作被用于制造.
- 在广泛的波长范围内对焦效率和分辨率的描述.
主要成果:
- 成功制造了一种带着焦距为19微米,厚度为3.6微米,NA为0.8的无色金属.
- 在工作波长下,金属的平均聚焦效率为53.6%,平均半最大宽度为1.27μm.
- 在1510nm-1610nm带宽中,测量的平均聚焦效率为50.4%.
结论:
- 制造的金属镜片克服了传统微镜片的局限性,在一个紧的形状因素中提供了卓越的无色聚焦性能.
- 该研究强调了将3D打印和反向设计结合起来,在开发功能性元器件方面,对于航空航天等苛刻领域的巨大潜力.


