光ファイバーテーパーを統合した低コスト樹脂プリンターによるメソスケール光学部品の 3D プリント
引用
Nair S, P.; Wang, H.; Trisno, J.; Ruan, Q.; Rezaei, SD; Simpson, RE; Yang, JKW 光ファイバーテーパーを統合した低コスト樹脂プリンターによるメソスケール光学部品の3Dプリント。ACS Photonics 2022、9、2024–2031 。
キーワード
- 3Dプリント
- メソスケール光学部品
- 樹脂印刷
- 光ファイバーテーパー（FOT）
- 解像度の向上
- 表面の滑らかさ
- フレネルレンズ
- 2光子重合リソグラフィー（TPL）
簡単な
この記事では、光ファイバーテーパーを統合した低コストの樹脂プリンターを使用して、3D プリントされたメソスケール光学部品の解像度と表面品質を向上させる新しい手法について説明します。
まとめ
2022年にACS Photonicsに掲載された記事「光ファイバーテーパーを統合した低コストの樹脂プリンターによるメソスケール光学部品の3Dプリント」では、低コストの樹脂プリンターを使用して3Dプリントされたメソスケール光学部品の解像度と表面品質を向上させる方法が検討されています。著者のParvathi Nair S、Hongtao Wang、Jonathan Trisno、Qifeng Ruan、Soroosh Daqiqeh Rezaei、Robert E. Simpson、およびJoel KW Yangは、既存の3Dプリント技術を使用してメソスケール（100μm～5mm）光学部品を製造する際の課題を強調しています。
2 光子重合リソグラフィー (TPL) などの技術は、高解像度と表面品質を備えたマイクロからナノスケールの製造に優れていますが、より大きなメソスケールのオブジェクトでは時間がかかります。逆に、ステレオリソグラフィー装置 (SLA) ベースの印刷は高速ですが、通常は解像度と表面品質が低くなります。
これに対処するため、著者らは低価格の樹脂プリンターに光ファイバー テーパー (FOT) を導入しました。FOT はプリンターの LCD 画面から投影された画像を縮小し、印刷解像度を効果的に向上させます。この変更により、解像度は 15 μm ハーフピッチとなり、プリンター本来の 35 μm ハーフピッチ解像度よりも大幅に向上しました。
FOT の統合により表面がより滑らかになり、直接印刷された構造の場合の約 2 μm と比較して、測定された粗さは約 100 nm になりました。著者らは、この改善は FOT の高空間周波数成分をフィルタリングする能力と、密集したファイバーによって提供される均一な露出によるものだと考えています。
この技術の有効性は、フレネル レンズの製造によって実証されました。FOT プリントされたレンズは、よりシャープなリング エッジ、明確に定義されたフレネル ゾーン、およびシミュレーション値に近い焦点サイズを示しました。
著者らは、FOT のサイズにより印刷体積が減少するという制限を認識していますが、この技術は高解像度と表面品質を備えたメソスケールの光学部品を製造するための費用対効果の高いソリューションを提供すると考えています。
出典: https://pubs.acs.org/doi/epdf/10.1021/acsphotonics.2c00125