由光学学会制作
研究人员用他们的新方法制造了各种几何形状的光学元件，包括环形和三叶形，尺寸可达200毫米，以及自由曲面
这种镜片的表面质量与现有的最佳抛光技术相似，但制造起来更快、更简单
学分:技术-以色列理工学院 研究人员已经开发出一种通过成型一定体积的可固化液体聚合物来制造自由成型光学元件的方法
这种新方法有望实现定制光学元件的更快原型化，用于各种应用，包括矫正镜片、增强和虚拟现实、自动驾驶汽车、医学成像和天文学
普通设备，如眼镜或照相机，依赖于透镜——具有球形或圆柱形表面的光学元件，或与这种形状的微小偏差
然而，更先进的光学功能可以从具有复杂形貌的表面获得
目前，制造这种自由成形光学器件非常困难和昂贵，因为需要专门的设备来机械加工和抛光它们的表面
“我们制作自由曲面光学器件的方法可以实现极其光滑的表面，并且可以使用大多数实验室都能找到的基本设备来实现，”来自以色列理工学院的研究团队负责人莫兰·贝尔科维奇说
“这使得该技术非常容易获得，即使在低资源环境中也是如此
" 在Optica，Optica出版集团的期刊上，Bercovici和他的同事们展示了他们的新技术可以在几分钟内制造出具有亚纳米表面粗糙度的自由曲面零件
与3D打印等其他原型制作方法不同，即使制造的部件体积增加，制造时间也很短
“目前，光学工程师为特殊设计的自由曲面组件支付数万美元，并等待数月才能到货，”该论文的撰稿人之一奥马尔·卢里亚(Omer Luria)说
“我们的技术准备从根本上减少复杂光学原型的等待时间和成本，这可能会大大加快新光学设计的开发
" 通过成形液体体积，可以在几分钟内制造出具有亚纳米表面粗糙度的自由曲面光学元件
学分:技术-以色列理工学院 从眼镜到复杂的光学系统 研究人员在了解到这一点后，决定开发新的方法
全世界有50亿人没有矫正眼镜
“我们开始寻找一种制造高质量光学元件的简单方法，这种方法不依赖于机械加工或复杂昂贵的基础设施，”Valeri Frumkin说，他在Bercovici的实验室首次开发了这种方法
“然后我们发现，我们可以扩展我们的方法来制作更加复杂和有趣的光学拓扑
" 通过固化液体聚合物制造光学器件的主要挑战之一是，对于大于约2毫米的光学器件，重力超过了表面力，这导致液体变平成水坑
为了克服这一点，研究人员开发了一种利用浸没在另一种液体中的液体聚合物制造透镜的方法
浮力抵消重力，让表面张力占主导地位
在没有重力的情况下，研究人员可以通过控制透镜液体的表面形貌来制造光滑的光学表面
这需要将透镜液体注射到支撑框架中，使得透镜液体润湿框架的内部，然后松弛成稳定的结构
一旦获得所需的形貌，透镜液体可以通过紫外线曝光或其他方法固化，以完成制造过程
在使用液体制造方法制造出简单的球形透镜后，研究人员扩展到了各种几何形状的光学元件，包括环形和三叶形，尺寸可达200毫米
他们表明，最终的透镜显示出与现有最佳抛光技术相似的表面质量，同时制造起来更快、更简单
在发表于Optica的工作中，他们通过修改支撑框架的形状，进一步扩展了创建自由曲面的方法
无限的可能性 该论文的主要作者Mor Elgarisi说:“我们发现了无限多种可能的光学拓扑，可以用我们的方法来制作。”
“这种方法可以用来制造任何尺寸的部件，而且因为液体表面自然光滑，不需要抛光
这种方法也适用于任何可以固化的液体，并且具有不产生任何废物的优点
" 研究人员现在正致力于自动化制造过程，以便以精确和可重复的方式制造各种光学形貌
他们还在试验各种光学聚合物，以找出哪种聚合物能产生最好的光学元件
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