Forskere udvikler ny teknik til fremstilling af linser

Forskere fra Washington State University og Ohio State University har udviklet en billig, let måde at lave brugerdefinerede linser, der kunne hjælpe producenterne med at undgå de dyre forme, der kræves til optisk fremstilling.

Anført af Lei Li, adjunkt på School of Mechanical and Materials Engineering, og kandidatstuderende, Mojtaba Falahati, forskerne udviklede en flydende form fra dråber, som de kan manipulere med magneter for at skabe linser i forskellige former og størrelser. Deres arbejde findes på forsiden af ​​tidsskriftet, Anvendt fysik bogstaver .

Højkvalitetslinser bruges i stigende grad i alt fra kameraer, til selvkørende biler, og stort set al robotteknologi, men de traditionelle form- og støbeprocesser, der anvendes i deres fremstilling, kræver sofistikerede og dyre metalforme. Så, producenter er for det meste begrænset til masseproducerende en slags linse.

"Formene er præcist færdige og er svære at lave, "sagde Li." Det kan ikke betale sig at lave en form til produktion med lavt volumen. "

Forskerne løb ind i problemet førstehånds, da de søgte efter linser til deres arbejde med at udvikle en bærbar laboratorielæser på en telefon.

De forsøgte først at lave deres egne linser ved hjælp af 3D-udskrivning, men fandt det svært at kontrollere linsens form. De kom derefter på ideen om at bruge magneter og væskers overfladespænding til bogstaveligt talt at skabe fritflydende forme.

De placerede små, magnetiske jernpartikler til flydende dråber og byggede en anordning til at omgive dråberne med magneter. De hældte derefter plastmaterialet, der blev brugt i linser, over dråben. Da de anvendte et magnetfelt, dråben fik en konisk linseform - hvilket skabte en form til plastiklinsematerialet. Når de hærdet plasten, det hærdet og havde de samme optiske egenskaber og billedkvalitet som et kommercielt købt objektiv. Væskedråben forbliver adskilt og kan genbruges.

Magneterne kan flyttes for at ændre magnetfeltet, formen på formen, og den resulterende linse. Forskerne brugte også større eller mindre dråber til at skabe linser i forskellige størrelser.

"Vi bragte begrebet grænsefladespænding til optikområdet ved at introducere en innovativ, kontrollerbar flydende form, "sagde Li." Denne nye proces gav os mulighed for at regulere formen på et magnetisk fald og skabe linser uden at skulle fremstille dyre forme. "