新的光学制造方法使用液态聚合物制造更快更便宜的定制镜片

Technion – Israel Institute of Technology 的研究人员开发了一种“更快、更便宜的方法来生产定制光学元件”，用于“矫正镜片、增强现实和虚拟现实、自动驾驶汽车、医学成像和天文学”等应用。正如DIY Photography 所观察到的，认为新的镜头制作方法可以用于摄影镜头，至少在开发和原型制作过程中，这并非没有道理。

光学镜片有许多不同的形状和尺寸。镜头越复杂，开发和生产的难度和成本就越高。需要专门的设备。在 Technion – 以色列理工学院，该团队开发了一种成型可固化液体聚合物的方法。该方法可用于制造大型光学器件，这已证明对其他类似方法具有挑战性。

“我们制造自由曲面光学器件的方法实现了极其光滑的表面，并且可以使用大多数实验室中可以找到的基本设备来实施，”以色列理工学院的研究小组负责人 Moran Bercovici 说。“这使得这项技术非常容易获得，即使在资源匮乏的情况下也是如此。”

Bercovici 及其同事在Optica上发表了他们的研究，表明该技术可用于在短短几分钟内制造出具有亚纳米粗糙度的自由曲面光学元件。它甚至比其他原型制作方法(例如 3D 打印)更快。

该研究论文的撰稿人 Omer Luria 说：“目前，光学工程师为专门设计的自由曲面组件支付数万美元，并等待数月才能到达。我们的技术有望从根本上减少复杂光学原型的等待时间和成本，从而大大加快新光学设计的开发。

研究人员在了解全球 25 亿需要矫正镜片但无法获得矫正镜片的人后，开始研究这种新方法。Valeri Frumkin 在 Bercovici 的实验室中首先开发了这种方法，他说：“我们着手寻找一种简单的方法来制造高质量的光学元件，它不依赖于机械加工或复杂而昂贵的基础设施。” 然后，该团队意识到该方法可用于更复杂的光学拓扑结构，这些光学拓扑结构传统上非常昂贵且及时创建并需要专门的设备。

通过固化液态聚合物制造光学器件的主要挑战是，当您将光学器件的尺寸增加到约 2 毫米以上时，重力会克服表面力，并且液体会变平。为了克服这一挑战，该团队开发了一种通过使用浸没在另一种液体中的液态聚合物来制造镜片的方法。浮力对抗重力，使表面张力发挥作用。

处理重力后，该团队可以制作出光滑的光学表面。当您创建所需的光学元件形貌时，使用紫外线照射或其他方法固化液体聚合物。迄今为止，该团队已成功制造出多种形状和尺寸的光学镜片，尺寸可达200​​mm，形状如三叶草。

该研究论文的主要作者莫尔·埃尔加里西(Mor Elgarisi)说：“我们确定了可以使用我们的方法制造的无限可能的光学拓扑结构。该方法可用于制造任何尺寸的组件，并且由于液体表面自然光滑，因此无需抛光。该方法还与任何可以固化的液体兼容，并且具有不产生任何废物的优点。

很容易想象这种技术的可能应用。除了通过使矫正光学更容易获得来改善人们的生活外，该方法还可以让小型实验室和企业更有效地工作，从而推动创新。也许该方法甚至可以用于制作相机镜头的原型。

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