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微納3D打印是一種怎么樣的新生技術呢?

閱讀:2851      發(fā)布時間:2022-4-10
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  微納3D打印技術將作為重要技術基石之一,把人類的工業(yè)文明推進到4.0時代。目前的3D打印也已經進入到了細分市場的階段,有家用桌面級的小型3D打印機,也有工業(yè)生產的大型工業(yè)級3D打印機;打印材料有的是塑料,有的是金屬,甚至還有黏土。
  但無論是桌面級還是工業(yè)級,常見的3D打印機工作原理都是分層制造,這使得層與層之間的精度很受限,存在所謂的“臺階效應”。這使得3D打印機難以制造低粗糙度、高精度的器件,如各種光學元件、微納尺度的結構器件等等。
  3D打印被稱為雙光子3D打印,其實專業(yè)名稱應該是雙光子激光直寫技術。為了理解這項技術,首先要知道什么叫做“雙光子吸收效應”。物質對光的吸收作用我們非常熟悉,以此為基礎的造物技術也很常見,比如用紫外光照射一些光敏聚合物質,被光照射到的地方就會固化,成為固態(tài)的物體。如果您曾經利用光敏填充膠補過牙齒,就會有更直觀的感受了。
  中學物理中我們曾經學到過,絕大多數(shù)物質對光的吸收都是將一個光子作為基礎單位進行的吸收的,一次只能吸收一個光子。但是實際上,極少數(shù)情況下,由于物質中存在特殊的能級躍遷模式,也會出現(xiàn)同時吸收兩個光子的情況,這就是“雙光子吸收效應”。但雙光子吸收的條件非??量?,它要求特定的物質和*的能量密度。
  微納3D打印通常情況下,物質與光的相互作用是一種線性作用。常見的物體,如一塊玻璃或一杯水,對特定波長的光透過率是一定的,吸收率也是一定的,這個比例并不會隨著光強度變化而變化,因此這種作用是線性的。但是雙光子吸收卻是一種三階非線性效應,即隨著光能量密度的增加,該效應會隨之加強。

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