美國普渡大學科學家開發(fā)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(fā)表于最新一期《光學快報》雜志。

高分辨率3D打印結構。圖片來源：《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(xiàn)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(chuàng)造性地將發(fā)射可見光的相對低成本的激光，與發(fā)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(chuàng)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(xiàn)兩種激光打印之間的最佳平衡，團隊還構建了一個新的數(shù)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(fā)過程的協(xié)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(yī)學領域微型機器人的開發(fā)，以及組織工程3D結構或支架的構建等。

飛秒激光3D打印，簡言之是在極小的體積內發(fā)生光化學反應，從而構建精細的三維結構。這是現(xiàn)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�，F(xiàn)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(xiàn)有的飛秒激光3D打印系統(tǒng)內，從而更快實現(xiàn)在生物醫(yī)學、微型機器人、微光學器件等諸多領域的應用。