Studente utilizza la tecnologia Nanoscribe per indagare su microstrutture stampate in 3D per l’ottica in tesi.
Nanoscribe, produttore di stampanti 3D in Germania, è specializzata nella stampa 3D micro e nano la sua stampante 3D Photonic Professional GT , che utilizza un processo di polimerizzazione a due fotoni, è stata utilizzata in due studi sulle scienze della vita che mostrano la reale praticità dei micro oggetti stampati in 3D . Per i progetti semplici, la tecnologia Nanoscribe può fabbricare strutture con caratteristiche ancora più piccole di un micron sulla scala a 300 nm.
Due anni fa, l’Università di Leiden nei Paesi Bassi ha acquistato una stampante 3D Nanoscribe, che attualmente è interessata al dipartimento di ottica quantistica dell’Università per creare e studiare strutture 3D complesse. Ciò rende necessario esaminare eventuali problemi esistenti con l’utilizzo della tecnologia Nanoscribe per gli oggetti ottici di stampa 3D.
Lo studente di Leiden Evert Stolte ha recentemente completato una tesi, dal titolo ” Caratterizzazione di microstrutture stampate in 3D per l’ottica “, per un Bachelor of Science in Fisica. La tesi di Stolte, curata da Martin van Exter, ha studiato le microstrutture ottiche di stampa 3D con la stampante 3D Nanoscribe dell’università.
L’abstract dice: “Questa ricerca esplora la possibilità di produrre microstrutture acriliche per scopi ottici con una stampante 3D Nanoscribe, che utilizza la polimerizzazione a due fotoni. Più in particolare, cerca di caratterizzare l’effetto di difetti intrinseci del metodo di produzione della stampa 3D sulle ottiche di trasmissione a campo lontano. I campioni studiati sono reticoli con diverse periodicità che vanno da 4 a 1 mm e campioni con superfici piatte e inclinate. Le griglie mostrano effetti ottici da variazioni di spostamento, duty-cycle e altezza e effetti di dispersione dalle linee di scrittura. Vengono fatti passi verso la stampa 3D di campioni a più strati, con l’obiettivo finale di produrre una struttura a catasta di legna e altri cristalli fotonici multistrato. ”
Immagini al microscopio ottico di reticoli stampati in 3D.
L’obiettivo principale della ricerca di Stolte è stato quello di caratterizzare le possibili limitazioni di banda, per scopi ottici, di strutture stampate in 3D utilizzando la tecnologia Nanoscribe, iniziando con superfici piane e reticoli, come quelle costituite da barre parallele.
“Soprattutto per strutture più grandi, più mesoscopiche, le parti possono essere piatte. Tuttavia, questo può essere problematico a causa della natura discreta della stampa 3D “, ha scritto Stolte.
La tesi rileva inoltre che più “strutture interessanti” avranno più livelli di grigliati.
Secondo il giornale, “Una struttura periodica a più strati ottici di particolare interesse è il cristallo della” catasta di legna “: strati di barre parallele l’una sull’altra, ruotate di 90 ° su ogni altro strato come tronchi di legno accatastati. Questa struttura è stata realizzata e ricercata in passato, a causa delle sue proprietà di banda ottica e metodo di produzione relativamente semplice per impilare barre sottili. La pila di legno è stata anche prodotta con metodi di polimerizzazione fotonica simili e utilizzata per molteplici scopi. Tuttavia, con Nanoscribe, vediamo l’opportunità di modificare questa struttura. Invece di una differenza di 90 ° tra gli strati, con il Nanoscribe è possibile creare un cristallo con un altro angolo. Questa catasta di legno contorta ha diverse trasmissioni in luce polarizzata destra e sinistra. ”
Secondo un articolo pubblicato lo scorso anno sull’uso di cristalli fotonici in catasta di silicio 3D per applicazioni di luce visibile, i cristalli fotonici sono strutture con un indice di rifrazione periodicamente modulato.
Oltre a modificare la struttura cristallina della catasta di legno, Stolte ha anche esaminato la dispersione non intenzionale dalla rugosità superficiale, così come l’effetto di non conformità “tra la struttura prevista e prodotta sul modello di diffrazione ottica del campo lontano”.
Schemi di trasmissione di grigliati multistrato con stampa 3D.
La ricerca ha anche preso misure per produrre e ricercare le trasmissioni di strutture periodiche ottiche 3D, come ad esempio quella a catasta di leghe contorte.
Stolte conclude: “Con l’esplorazione della stampa 3D in griglie a un livello fatte in questa ricerca, la ricerca futura dovrebbe concentrarsi maggiormente sull’accatastamento delle griglie”.