3D 打印在光学设计中提供多功能性

来自Lawrence Livermore National Laboratory（LLNL）的研究人员利用多材料3D打印技术开发出定制的具有梯度折射率玻璃光学器件，它能够制造出改进的军队专用眼镜和虚拟实现眼镜。这项技术有潜力在平板玻璃组件中实现各种具有传统和非常规光学特性的并扩展环保玻璃材料性能的多样性。这个团队通过控制两种不同玻璃成型的浆体或油墨的比例来定制组合材料中的梯度，他们使用 3D 打印的直接墨水写入方法。在完成不同成分的光学预组件后，科学家们把它致密化为玻璃。他们说这种材料可以使用传统的光学抛光方法完成。

定制 GRIN 光学器件的未来自动化生产流程，显示特定组分的光学预制件的多材料 3D 打印过程、热处理后的玻璃转换，以及使用梯度折射率抛光和检测最终的光学器件。Jacob Long 和Brian Chavez供图。

论文的主要作者Dylla-Spears说，"一旦我们将其转换为玻璃，材料成分的变化导致折射率的变化。" 增材制造在控制结构和成分的能力方面具有一定的优势。梯度折射率 （GRIN） 光学器件提供了替代传统光学器件的方案，因为它们具有材料不同组分的空间梯度，从而在材料折射率中提供梯度，最终改变光束穿过介质的方式。

因为能够从空间上控制材料组分和光学功能，这个单个光学器件能够实现多种功能，例如对焦和光学偏差校正。此外，具有曲面和梯度折射率的光学组件能够降低光学系统的尺寸和重量。Dylla-Spears说，"这是我们第一次通过 3D 打印组合两种不同的玻璃材料，并展示了它们在光学组件优异的性能。虽然在GRIN上已经证明有效，这种方法也可以用来定制其它的材料或光学特性"。

这项研究成果发表在《Science Advances》上。(www.doi.org/10.1126/sciadv.abc7429).

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