طبع مختبر جامعة شتوتغارت عدسات متعددة بقطر شعر بشري

تمكن فريق بحثي من جامعة شتوتغارت ، باستخدام طابعة ثلاثية الأبعاد ، من طباعة سلسلة من العدسات الوظيفية أحادية العدسة وثلاثية العدسات مع هندسة العدسات المعقدة ، التي يتراوح قطرها من 100 إلى 200 ميكرون. وصف كامل للدراسة وسلسلة عملية يتم نشرها في مجلة الطبيعة الضوئيات، نسخة مختصرة على صفحات phys.org .


_{مخططات العدسات ومسار أشعة الحادث بزوايا مختلفة. فيما يلي صور محاكاة
لمخطط اختبار بواسطة Timo Gissibl et al. / الطبيعة الضوئيات ، 2016}

هناك حاجة إلى عدسات متعددة بعناصر غير كروية حيث يكون الأداء البصري العالي والتصحيح الفعال للانحراف اللوني أمرًا بالغ الأهمية. تمكن مؤلفو التطوير من تقديم مفهوم جديد للبصريات الدقيقة والنانوية مع تصميمات عدسات معقدة ، تمكنوا من طباعتها على طابعة ثلاثية الأبعاد. يصف التقرير على صفحات Nature Photonics بالتفصيل السلسلة التكنولوجية الكاملة لإنشاء عدسات متعددة ، من مرحلة تصميم عنصر بصري إلى مرحلة الإنتاج باستخدام ليزر الفوتون ثنائي الفوتون والاختبار اللاحق لعدة أغراض من مجموعات من عدسات متعددة بقطر حوالي 100 ميكرومتر.

لإنشاء العدسات ، استخدم الباحثون قدرات الطباعة ثلاثية الأبعاد وتكنولوجيا الطباعة الحجرية. تم تطبيق المادة المستقبلية للعدسة في طبقات ، 100 نانومتر لكل طبقة ، وبعد ذلك تعرضت لنبضات ليزر الفيمتو ثانية. جعل هذا التسلسل من العمليات من الممكن ضمان تغيير موجه في الخصائص الكيميائية لسطح المادة ، وإزالة العيوب المادية ، وإنتاج عدسة ذات شكل هندسي معين. من أجل زيادة دقة الطباعة ، استخدم الباحثون تأثير امتصاص الفوتون .


_{سلسلة من العدسات المطبوعة من قبل الفيزيائيين (أعلاه). الصور التي تم الحصول عليها في مصفوفة حساسة للضوء بمساعدة (
Timo Gissibl et al. / الطبيعة الضوئيات ، 2016}

أكد العلماء أن سلسلة العملية بأكملها ، من تطوير التخطيط إلى الإنشاء الفعلي للعدسة ، استغرقت بضع ساعات فقط. على وجه الخصوص ، تم تصنيع "عدسة ثلاثية" ثلاثية العدسات ، تقع على كابل الألياف الضوئية. يسمح لك هذا التصميم بالتركيز على الأشياء التي تقع على بعد ثلاثة ملليمترات من العدسة وبث الصورة دون فقدان الجودة فعليًا على الألياف ، حتى طول 1.7 متر.


_{أسفل اليسار - إعداد تجربة التصوير باستخدام الألياف الضوئية. أعلى اليسار عبارة عن لقطة ملفوفة للألياف. على اليمين أمثلة على الصور الملتقطة بالعدسات.}

كانت الدقة في الجزء المركزي من الصورة التي تم الحصول عليها باستخدام العدسات المطبوعة 400 خط لكل مليمتر أثناء التجربة. في الوقت نفسه ، كما أظهرت محاكاة الكمبيوتر ، باستخدام العدسات التي تم إنشاؤها في المختبر ، يمكن زيادة هذا المؤشر بنسبة 25 ٪. هناك طريقة أخرى لتحسين جودة الصورة ، ينظر فيها مؤلفو التقنية المقترحة ، وهي تطبيق طلاء مضاد للانعكاس على سطح العدسات.

سوف تجد الكاميرات المصغرة التي أنشأها متخصصون من جامعة شتوتغارت تطبيقات في دراسات التنظير الداخلي ، سواء في المجال الصناعي أو في الطب. يمكن أن يكون أحد المجالات الواعدة لتطبيق التكنولوجيا في تطويرها الإضافي ، وفقًا للمخترعين ، استخدام العدسات الصغيرة في المجاهر الدقيقة ، والتي ستسمح في الوقت الحقيقي بدراسة نشاط مجموعات الخلايا العصبية.


_{العدسة المطبوعة جنبًا إلى جنب مع كابل الألياف الضوئية}

اليوم ، عندما تبلور تصغير الكاميرات والعدسات مع الحفاظ على جودة الصورة في اتجاه ثابت ، يبحث المهندسون ويجدون أساليب تكنولوجية مختلفة لحل هذه المشكلة. لذلك، على سبيل المثال، مجموعة من الباحثين من جامعة هارفارد، وذلك باستخدام يتعلق بما وارء خلقتالعدسات المسطحة ليست أقل جودة في العدسات المجهرية الحديثة. نهج آخر أكثر جذرية لحل المشكلة كان الرفض الكامل لاستخدام العدسات.

تتمثل إحدى المزايا الفريدة للطريقة المقترحة في مرونتها ، والتي تسمح بإنشاء أجهزة بصرية مصغرة ، مثل المناظير الداخلية ، وأجهزة بصرية لبيولوجيا الخلية ، وأنظمة الإضاءة المبتكرة ، ومصائد الألياف البصرية الصغيرة والكاميرات الأمنية ، وبواعث وأجهزة الكشف عن الكم المدمجة ، والطائرات بدون طيار المصغرة ، والميني بوت مع رؤية مستقلة.

---

هذا كل شيء ، Dronk.Ru معك. لا تنسى إعادة الأموال للمشتريات في الصين والاشتراك في  مدونتنا ، سيكون هناك العديد من الأشياء الأكثر إثارة للاهتمام. نوصي بما يلي: - نوفر ما يصل إلى 8٪ على كل عملية شراء على AliExpress والمتاجر الأخرى عبر الإنترنت في الصين - لماذا تقدم المتاجر عبر الإنترنت أموالًا للشراء؟ - استرد أموالك - اختر خدمة استرداد النقود لـ Aliexpress - تاريخ تطوير Dronk.ru - من اختيار quadrocopters إلى إعادة الأموال للشراء على AliExpress وليس فقط - أفضل خدمة استرداد نقدي أو 5 معايير رئيسية لتقييم خدمة استرداد النقود

Source: https://habr.com/ru/post/ar395523/