स्टटगार्ट प्रयोगशाला के एक मानव बाल के एक व्यास के साथ बहु-लेंस मुद्रित

स्टटगार्ट विश्वविद्यालय के एक शोध दल ने 3 डी प्रिंटर का उपयोग करते हुए जटिल लेंस ज्यामिति के साथ एक, दो, और तीन-लेंस कार्यात्मक लेंस की एक श्रृंखला को मुद्रित करने में कामयाबी हासिल की, जिसका व्यास 100 से 200 माइक्रोन था। शोध और प्रक्रिया श्रृंखला का पूरा विवरण नेचर फोटोनिक्स जर्नल में प्रकाशित हुआ है, जो एक संक्षिप्त संस्करण Phys.org के पन्नों पर उपलब्ध है ।


_{लेंस की योजनाएं और किरणों का मार्ग विभिन्न कोणों पर होता है। नीचे
Timo Gissibl et al द्वारा परीक्षण चार्ट की नकली तस्वीरें हैं । / प्रकृति फोटोनिक्स, 2016}

गैर-गोलाकार तत्वों के साथ बहु-लेंस मांग में हैं जहां उच्च ऑप्टिकल प्रदर्शन और रंगीन विपथन के प्रभावी सुधार महत्वपूर्ण हैं। विकास के लेखकों ने जटिल लेंस डिजाइनों के साथ सूक्ष्म और नैनो-प्रकाशिकी की एक नई अवधारणा पेश करने में कामयाब रहे, जिसे वे 3 डी प्रिंटर पर प्रिंट करने में कामयाब रहे। नेचर फोटोनिक्स के पन्नों की रिपोर्ट में मल्टी-लेंस बनाने की पूरी तकनीकी श्रृंखला के बारे में विस्तार से वर्णन किया गया है, जिसमें एक ऑप्टिकल तत्व को डिजाइन करने के चरण से लेकर एक फेमटोसेकंड दो-फोटॉन लेजर का उपयोग करके और लगभग 100 माइक्रोन के व्यास के साथ कई लेंसों के संयोजन के कई उद्देश्यों के लिए बाद में परीक्षण किया गया है।

लेंस बनाने के लिए, शोधकर्ताओं ने 3 डी प्रिंटिंग और लिथोग्राफी तकनीक की क्षमताओं का उपयोग किया। लेंस के लिए भविष्य की सामग्री को परतों में लागू किया गया था, प्रति परत 100 नैनोमीटर, जिसके बाद इसे फीमोटोसेकंड लेजर दालों के संपर्क में लाया गया था। संचालन के इस तरह के अनुक्रम ने सामग्री की सतह के रासायनिक गुणों, भौतिक दोषों के उन्मूलन और एक दिए गए ज्यामितीय आकार के साथ लेंस के उत्पादन में एक प्रत्यक्ष परिवर्तन सुनिश्चित करना संभव बना दिया। मुद्रण की सटीकता बढ़ाने के लिए, शोधकर्ताओं ने दो-फोटोन अवशोषण के प्रभाव का इस्तेमाल किया ।


_{भौतिकविदों (ऊपर) द्वारा मुद्रित लेंस की एक श्रृंखला। उनकी मदद (नीचे)
तिमो Gissibl एट अल के साथ एक सहज मैट्रिक्स पर प्राप्त चित्र । / प्रकृति फोटोनिक्स, 2016}

वैज्ञानिकों ने जोर दिया कि लेआउट के विकास से लेकर लेंस के वास्तविक निर्माण तक की पूरी प्रक्रिया श्रृंखला में केवल कुछ ही घंटे लगे। विशेष रूप से, एक तीन-लेंस "ट्रिपल लेंस" निर्मित किया गया था, जो फाइबर ऑप्टिक केबल पर स्थित था। यह डिज़ाइन आपको लेंस से तीन मिलीमीटर स्थित वस्तुओं पर ध्यान केंद्रित करने की अनुमति देता है और छवि को फाइबर से अधिक गुणवत्ता के नुकसान के साथ प्रसारित करता है, 1.7 मीटर तक।


_{नीचे बाईं ओर - ऑप्टिकल फाइबर के साथ शूटिंग पर एक प्रयोग स्थापित करना। टॉप लेफ्ट फाइबर का प्रोफाइल शॉट है। दाईं ओर लेंस के साथ ली गई छवियों के उदाहरण हैं।}

प्रयोग के दौरान मुद्रित लेंस का उपयोग करके प्राप्त छवि के मध्य भाग में रिज़ॉल्यूशन 400 मिलीमीटर प्रति मिलीमीटर था। उसी समय, जैसा कि कंप्यूटर सिमुलेशन ने दिखाया, प्रयोगशाला में बनाए गए लेंस का उपयोग करके, इस सूचक को 25% तक बढ़ाया जा सकता है। प्रस्तावित तकनीक के लेखकों द्वारा माना जाता है कि छवि की गुणवत्ता में सुधार करने का एक और तरीका है, लेंस की सतह पर एंटीरफ्लेशन कोटिंग लागू करना।

स्टटगार्ट विश्वविद्यालय के विशेषज्ञों द्वारा बनाए गए लघु कैमरे इंडोस्कोपिक अध्ययन में औद्योगिक क्षेत्र और चिकित्सा दोनों में आवेदन पाएंगे। आविष्कारकों के अनुसार, इसके आगे के विकास में प्रौद्योगिकी के अनुप्रयोग के एक आशाजनक क्षेत्र, छोटे सूक्ष्मदर्शी में मिनी लेंस का उपयोग हो सकता है, जो वास्तविक समय में, न्यूरॉन्स के समूहों की गतिविधि का अध्ययन करने की अनुमति देगा।


_{फाइबर ऑप्टिक केबल के साथ संयुक्त मुद्रित लेंस}

आज, जब छवि की गुणवत्ता के संरक्षण के साथ कैमरों और लेंस के लघुकरण ने एक स्थिर प्रवृत्ति को आकार दिया है, तो इंजीनियर इस समस्या को हल करने के लिए विभिन्न तकनीकी दृष्टिकोणों की तलाश कर रहे हैं। इसलिए, उदाहरण के लिए, मेटामेट्रीस के उपयोग से हार्वर्ड के शोधकर्ताओं का एक समूह बनाया गयाफ्लैट लेंस आधुनिक माइक्रोस्कोप लेंस की गुणवत्ता में नीच नहीं हैं। समस्या को हल करने के लिए एक और, अधिक कट्टरपंथी दृष्टिकोण लेंस के उपयोग की पूरी अस्वीकृति थी।

प्रस्तावित विधि का एक अनूठा लाभ इसकी लचीलापन है, जो लघु ऑप्टिकल उपकरणों के निर्माण की अनुमति देता है, जैसे एंडोस्कोप, सेल बायोलॉजी के लिए ऑप्टिकल डिवाइस, अभिनव प्रकाश व्यवस्था, लघु फाइबर-ऑप्टिक जाल और सुरक्षा कैमरे, एकीकृत क्वांटम एमिटर और डिटेक्टर, लघु यूएवी और मिनीबॉट्स स्वायत्त दृष्टि के साथ।

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Source: https://habr.com/ru/post/hi395523/