利用3D打印（yìn）技（jì）术创造了微米大小的镜片

波兰华沙大学的研究人员利（lì）用激光直（zhí）接书写（DLW）3D打（dǎ）印技术设计出了微（wēi）米大小的镜（jìng）片。这种3D打印的透镜可以在各种材料上制作，包括（kuò）易碎的（de）石墨（mò）烯（xī）类材料。

位于物理（lǐ）系的研究团（tuán）队解释（shì）说，这种透镜可以（yǐ）取代之前需要（yào）的笨重的显微（wēi）镜（jìng）目（mù）标，而这（zhè）些目标是执行单个（gè）纳米大小的发光（guāng）体（如量子（zǐ）点或原子薄的2D材料）的光谱测（cè）量所需的。此外，这些笨重的显微镜必须放置在离待分（fèn）析（xī）样品（pǐn）约十分之一英寸的（de）距离（lí），这可能会对许（xǔ）多类型的现代实验造成限制。研究人（rén）员表示，拟议的3D打（dǎ）印镜头，将镜头正面与样品（pǐn）表面（miàn）之间的工作距离（lí）增加了两个数量级以上。这有可能为一类（lèi）广泛的光学实验开（kāi）辟（pì）了新的前景。

研究（jiū）人（rén）员通过（guò）解释说（shuō），商业化的（de）3D打印机（jī）一直在（zài）经历着快速发（fā）展（zhǎn），这与它的（de）兼容材料（liào），包括（kuò）高光学（xué）质量的透明介质在（zài）内（nèi）的兼容材料相吻合。研（yán）究人员表示（shì），3D打印技术与此（cǐ）类材料并驾（jià）齐驱，为生物、医（yī）学、超材料研究、机器（qì）人技术和微（wēi）光（guāng）学等诸多科技领域开辟（pì）了（le）新的可能性。

在展示其在（zài）光（guāng）的提取和（hé）传递方面的（de）应用时，论文的作者（zhě）解释说，他们已经开发出了高效的椭（tuǒ）圆（yuán）微透镜，可以在发光体的顶部3D打印（yìn）。这些透镜被作者们描述为 "简单、经济有效、宽频（pín）、通用性强（qiáng），并与其他广泛需要的微（wēi）光学系统的（de）组件兼容"，同时还可以（yǐ）在（zài）没有高数值（zhí）孔径光（guāng）学（xué）器件的情况下运行。为了制（zhì）造这种可（kě）以在各种样品上制造的透镜，该团队选择了使用DLW 3D打印工艺，论文中称其为 "一种能够打印几乎（hū）任（rèn）何形状的透镜的多功能技术"。DLW也（yě）被（bèi）称为双光子3D光刻技术，这是一种能够生产任意3D纳米结构的工艺。

这样（yàng）的（de）技术由德国双光子快（kuài）速（sù）成型制造系（xì）统（tǒng）制造商Nanoscribe公司提供。去年，该公（gōng）司推出了量子X，专门（mén）用于制造纳米尺寸的折射和衍射微光学器件，其尺寸（cùn）可以小到200微（wēi）米。2019年底，来自（zì）劳伦斯利（lì）弗（fú）莫尔国家（jiā）实验室（LLNL）和香港中文大学的研（yán）究人员在双光（guāng）子快速（sù）成型（xíng）制造方面取得（dé）了突破性进（jìn）展，在限制牺牲分辨率的同时（shí），加（jiā）快（kuài）了该技术的制造速度。

作（zuò）者提出的（de）3D打印透镜（jìng）的一个关键（jiàn）属性是，它能（néng）够（gòu）增加对半（bàn）导体样品发出（chū）的光的提（tí）取，并（bìng）将其发出的部（bù）分（fèn）重塑成（chéng）超（chāo）窄光束。由于这一特性（xìng），研究（jiū）人员解释说，这种透镜可以（yǐ）帮助消（xiāo）除执行单点状发光（guāng）体的光学测量所（suǒ）需的笨（bèn）重的显（xiǎn）微镜。该论（lùn）文作者表示，3D打印的微透镜还（hái）可以（yǐ）实现长工作（zuò）距离（lí）的光学测量（1英寸的采集透镜可（kě）以达到600毫米），这是迄（qì）今为止其他分光镜技（jì）术（shù）无法达到的。

通常情况下（xià），标（biāo）准的分光显微镜测量的尺寸大（dà）致为手（shǒu）掌（zhǎng）大小（xiǎo），重达一磅（半公（gōng）斤（jīn）），而且必须放置在与样品的距（jù）离非常小的地方。当试图在脉冲高磁（cí）场、低温（wēn）或微波腔内进行测量时，这可能会带来一些问题，另一方面，研究团队提出的3D打印镜头（tóu）可以（yǐ）很容易地将其抬起来。此外（wài），DLW 3D打（dǎ）印（yìn）工艺（yì）的高速能力意味着可以在一个样品上（shàng）制作出数百个微型透镜（jìng），这有助于（yú）实现更多的时间效率研究和假设测试。"将（jiāng）它们排列成规则的阵列提（tí）供（gòng）了一个（gè）方便的坐标（biāo）系统，可以准确地指定所选纳米物体的位置，并允许在全球（qiú）不同的实（shí）验室进行多次测量，"研究人员（yuán）解释说。