Team udvikler nyt mikro-prægningsudstyr til præcise optiske mikrostrukturer

Hong Kong Polytechnic University (PolyU) har udviklet en ny mikroprægningsenhed til fremstilling af præcisionsglaslinser med høj billedkvalitet. Linserne har den opløsning, der kræves til state-of-the-art optiske instrumenter og enheder inden for forskellige områder, herunder astronomi, nationalt forsvar, medicinsk scanning, og forbrugerprodukter såsom kameraer og mobiltelefoner. Opfindelsen kan præge ultrapræcise optiske mikrostrukturer i glas på en miljøvenlig måde, spare strøm med 60 gange og reducere fremstillingsomkostninger med to tredjedele i forhold til konventionelle maskiner.

Optiske glaskomponenter er vanskelige at fremstille, da de kræver en meget højere støbningstemperatur og ekstremt hårdbearbejdede hårdmetalmaterialer til fremstilling af formen. Det er også svært at præge optiske elementer i mikro- og nanoskala med glasmikrostrukturer i glasstørrelse. Imidlertid, med stigende efterspørgsel efter kraftige objektiver af lille størrelse og høj opløsning i avancerede optiske systemer, der har været et stigende behov for optisk glas til udskiftning af optiske polymerer, som har meget lavere transmittans. Tag et optisk optisk pickup-objektiv med DVD som et eksempel, funktionens størrelse er så lille som 0,9 mikron. Konventionelle litografimetoder, der anvendes til masseproduktion, resulterer i høje produktomkostninger, alligevel har den producerede linse meget lavere præcision end dem, der opnås ved støbning eller prægning. I dag, Kina har den højeste ydelse af optiske linser i verden. Endnu, på grund af teknologiske begrænsninger for fremstilling af avancerede linser, dens samlede markedsværdi er stadig lavere end Europa og Japan.

Forskerteamet ledet af professor LEE Wing Bun og Dr. LI Lihua fra PolyUs afdeling for industri- og systemteknik har vedtaget et nyt formdesign med grafenlignende belægning og egenudviklet opvarmningsteknologi til fremstilling af mikroprægningsudstyr til fremstilling af mikron- niveau mikrostrukturelle optiske komponenter i glas. Sammenlignet med konventionelle omfangsrige infrarøde varmeapparater med højt energiforbrug, den nye teknologi er mere miljøvenlig og omkostningseffektiv.

Brugen af ​​en grafenlignende belægning kan varme det optiske glas præcist og hurtigt op med lavt energiforbrug, samtidig reducere termisk ekspansion og deformation af formen. Kontrol- og overvågningssoftwaren kan også levere øjeblikkelige online aflæsninger af temperaturen for at muliggøre finjustering og justering af procesparametrene, og dermed forkorte cyklustiden. Sådanne nye funktioner gør det muligt at spare elektrisk strøm op til 60 gange, sammenlignet med konventionelle infrarøde maskiner, og reducere fremstillingsomkostningerne med to tredjedele. At være et elektrisk ledende materiale med høje slidegenskaber, grafen muliggør også glat fjernelse af glasemnet fra formen efter prægningsprocessen. Desuden, mikronskala-mønster kan replikeres på glassubstratet.

Det nye prægningsudstyr har brede anvendelser inden for opto-elektroniske produkter, herunder mikrolinser til mobiltelefoner, kameralinser, DVD afhentningslinser, mikro shuttle linser, f-theta linser til laserprintere, projektions fjernsyn forstørrelsesglas, optisk kommunikation V Tagrendesubstrater, mikro-linse arrays (MLA'er), og Fresnel -linser til opsamling og sporing af solenergi. I lysfeltoptik, de nye applikationer med stort potentiale inkluderer 3-D kamerahoveder, tredimensionelle robotvisionssystemer, samt objektiver til langdistanceoptagelse, påvisning af lavhøjde-droner og sikkerhedsovervågning.