高分辨率3D打印結構。圖片來源：《光學快報》雜志
科技日報記者?劉霞
美國普渡大學科學家開發出一種新型雙光子聚合技術。這項技術巧妙地將兩個激光器結合，借助3D打印技術，在將飛秒激光功率降低50%的情況下，打印出了復雜的高分辨率3D結構。它有助降低高分辨率3D打印工藝成本，從而進一步擴大應用范圍。相關研究論文發表于最新一期《光學快報》雜志。
雙光子聚合是一種先進的增材制造技術，核心在于利用飛秒激光以精確的3D方式打印出材料。盡管該技術在制造高分辨率微結構方面表現出色，但高昂的成本成為其廣泛應用道路上的“攔路虎”。
鑒于此，研究團隊創造性地將發射可見光的相對低成本的激光，與發射紅外脈沖的飛秒激光相結合，將飛秒激光功率降低了50%。這一創新方法有效降低了單個零件的打印成本。
新方法將532納米納秒激光的單光子吸收與800納米飛秒激光的雙光子吸收方法相結合。為實現兩種激光打印之間的最佳平衡，團隊還構建了一個新的數學模型，以深入理解其中的光化學過程，并精確計算雙光子和單光子激發過程的協同效應，從而確保在更低的飛秒激光功率下依然能獲得理想的打印結果。
實驗結果顯示，對于2D結構，新方法將飛秒激光所需功率降低了80%；而對于3D結構，則降低了50%左右。
團隊表示，高分辨率3D打印技術具有廣闊的應用前景，包括但不限于3D電子設備的制造，生物醫學領域微型機器人的開發，以及組織工程3D結構或支架的構建等。
總編輯圈點
飛秒激光3D打印，簡言之是在極小的體積內發生光化學反應，從而構建精細的三維結構。這是現代增材制造領域一項非常前沿的技術，但其在打印速度和功率預算方面都有限制。現在，團隊在功率降低一半的情況下打印出了高分辨率結構，跨越了成本障礙。最寶貴的是，這一新技術還能輕松融入現有的飛秒激光3D打印系統內，從而更快實現在生物醫學、微型機器人、微光學器件等諸多領域的應用。
（來源：科技日報）
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