Wissenschaftler entwickeln 2,5D-Tintenstrahldrucktechnologie für die Herstellung von optischen Präzisionsbauteilen

Optische 3D-Druck hat viele Durchbrüche gemacht werden Schweizer Forscher nun neue Durchbruch Team aus dem Schweizer Zentrum für Elektronik und Mikrotechnik Einführung (CSEM) entwickelte Tintenstrahldrucktechnologie für die Herstellung von präzisen optischen Komponenten, wie durch die Wellenbegrenzungs Die Erweiterung (Abkürzung "Waveguide") ermöglicht die Ausbreitung des Signals ohne großen Energieverlust.

Aber es gibt ein Problem in der Tat, diese Methode 2.5D Druck betrachtet, sondern als 3D-Druck, wie bei 3D-Druck verglichen, obwohl die Struktur nicht flach, aber mit begrenzten Komplexität. „Tintenstrahldruck erzeugt ein optisches Element eine sehr attraktive Methode, weil die Lage und Größe der Merkmale können leicht modifiziert werden, und so gut wie keine Materialverschwendung, die Oberflächenspannung der Tinte gedruckten Linien jedoch eine gewisse Höhe aufweisen, so dass es schwierig wird, die für die ‚Wellenleiter‘ gebildet wird, Das ist erforderlich ", sagte Fabian Lütolf, Mitglied des CSEM-Teams.

Das Tintenstrahldruckverfahren ist in der Regel ein Schritt, durch ein leichtes Muster Tropfdüse auf einem Substrat abgeschieden. Jedoch findet CSEM Team, können Linien glattere Merkmale gedruckt werden, und Tinte auf ihrem technischen durch eine zwei bestimmte Höhe abgeschieden andere Materialien können nun aus einem Acrylpolymer hergestellt 2.5D Lichtwellenleiter und Kegel und Metallfarben gedruckt werden soll, in einer Zeitschrift Optics Express Lütolf Eidgenössischen Technischen Hochschule in Zürich und Teamleiter Rolando Ferrini von Pius M. Theiler veröffentlicht Papier mit dem Titel "Kontaktloses Drucken optischer Wellenleiter unter Verwendung von Kapillarbrücken".

Da die Oberflächenspannung der flüssigen Tinte auf dem Substrat abgeschieden oder Vorsprünge rissig wird. Dieser zweistufigen Prozess, aber dieses Problem kann in einen Vorteil verwandelt werden, in Schritt # 2 in der Druckfarbe kann in dem ersten Tintentröpfchen gedruckt werden, zwischen selbstjustierten seine Oberflächenspannung zu reduzieren. Dies bedeutet auch, dass die Forscher Muster braucht nicht auf ein Substrat gedruckt vorbestimmt werden, die für die anderen Tintenstrahldrucktechnik ist erforderlich ist, was eine einfachere Herstellung ermöglicht und erhöht die verfügbare Entwurfsraum

Neue Technologien erste Reihe von sphärischen Tropfen gedruckt wird, um die Mutter genannt wird, und dann die Tintenflüssigkeitsbrücke eines zweiten Bildes aus Pinning. Diese Konfiguration Bewegung der Tintentröpfchen verhindert, wodurch die Bildung von Vorsprüngen Druckleitung zu verhindern. Diese Verfahren kann auch eine Vielzahl von Verbindungspunkten scharfe Kanten und Ecken zu bilden, verbunden werden, wie es mit herkömmlichen lithographischen Techniken verglichen, es hat auch einige Vorteile, die üblicherweise in dem Chip Forscher Verfahren unter Verwendung von Tintenstrahldruck Herstellung von Kleinteilen verwendet das erzeugte Übertragungswellenleiter-Laser (rot) durch einen Wellenleiter optischen Eigenschaften des Wellenleiters gemessen werden Lütolf erklärt: ... ‚Tintenstrahldruck nicht eine physische Maske wie Photolithographie erfordert, und die Verbindungs ​​Zusätzlich Montage zu erleichtern, wenn Sie wollen schnell eine Idee oder ein Änderungsparameter Tests und dergleichen durch Tintenstrahldruckverfahren zur Herstellung eines Materials nur digitale Gestaltung anpassen müssen. '

(HN) und ihr praktischer Druck (OU) Theoretische Berechnungen für das neue zwei-Schritt-Verfahren zum Tintenstrahldrucken, wobei der Druckschritt durch Tintenstrahldruck einen Standard (AG) im Vergleich Maßstabsbalken = 200 & mgr; m. Das Team eine breites 20 m, 31 m hohen Polymer-Wellenleiter, und mit einem sich verjüngenden, das Laserlicht tritt in den Wellenleiter von der Außenseite zu ermöglichen, ein neues Verfahren zur Messung der optischen Verluste in dem Wellenleiter betrug 0,19 dB / cm, erzeugt nur zu bewerten als Photolithographie- der Wellenleiter eine Größenordnung.

In dieser Arbeit berichten wir über die ersten mit Inkjet gedruckten Wellenleiter mit Verlustcharakterisierung.Wellenleiter werden für unsere geplanten Anwendungen Licht über kurze Entfernungen übertragen, anstatt Licht durch das gesamte Netzwerk zu übertragen ', sagt Lütolf. Das aktuelle Niveau des Verlusts kann für diese Anwendung toleriert werden.Der kleinste Wellenleiter besteht aus einem einzelnen Tropfen und seine Größe istdurch die Düse des Druckers begrenzt.In ihrer Studie war jedoch die schmalste Wellenleitergröße des Druckers40 Mikrometer und die Höhe war ungefähr 10 Mikron, was der Leistung von auf dem Markt verwendeten industriellen Tintenstrahldruckern ähnlich ist. Mit unserer derzeitigen Kombination von Materialien und Hardware ist es nicht möglich, Wellenleiter unter 10 Mikrometer herzustellen, was normalerweise für einen Einmodenbetrieb erforderlich ist. , Keine grundlegenden physikalischen Beschränkungen werden uns daran hindern, Singlemode-Wellenleiter zu drucken.

Quelle: China 3D-Drucknetzwerk

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