不可思議的微納造物技術(shù)：很大程度改善粗糙度和精度(2)
科研上的應(yīng)用
這種微納尺度的3D打印機給科學(xué)家提供了一種強有力的手段，來設(shè)計和加工多種多樣以往只能夠進行仿真模擬的微納結(jié)構(gòu)，通過實際實驗檢驗它們的性質(zhì)。尤其是在光學(xué)研究領(lǐng)域，出現(xiàn)了許多以雙光子激光直寫技術(shù)為基礎(chǔ)的研究工作。
雙光子直寫技術(shù)加工的三維光子晶體（http://photonhive.com/what-cool-things-you-can-do-with-direct-laser-writing-a-k-a-3d-printer/）
上圖是科研中雙光子激光直寫技術(shù)實際應(yīng)用的一個例子，科學(xué)家使用該技術(shù)制作了三維的光子晶體。光子晶體（Photonic Crystal）是一種人工微納結(jié)構(gòu)，它由不同折射率的介質(zhì)周期性排列而成，具有特殊的光子帶隙，因而擁有很多奇異的光學(xué)性質(zhì)。這種微納周期結(jié)構(gòu)加工起來非常困難，但使用雙光子激光直寫技術(shù)，則可以非常方便的加工出來。
除了光子晶體，雙光子激光直寫技術(shù)還用于加工微納尺度的光學(xué)元件，下圖就是這樣一個例子。
雙光子直寫技術(shù)制作的內(nèi)窺鏡（http://www.nature.com/nphoton/journal/v10/n8/full/nphoton.2016.121.html）
我們都知道，內(nèi)窺鏡技術(shù)為醫(yī)學(xué)診斷、工業(yè)探傷等領(lǐng)域提供了強力的手段，對于內(nèi)窺鏡，相信大家最為熟悉的就是胃鏡。醫(yī)生將通過光導(dǎo)纖維相連的內(nèi)窺鏡通過食道插入胃部，可以借此觀察胃部圖像，對檢測黏膜損傷、內(nèi)潰瘍、胃出血等癥狀提供直接證據(jù)。
2016年Nature Photonics發(fā)表了一篇文章，科學(xué)家利用雙光子激光直寫技術(shù)在光纖頂端不到一百多微米的尺度范圍內(nèi)加工了成像效果良好的透鏡組，制成了目前世界上最小的內(nèi)窺鏡。
雙光子直寫技術(shù)加工的單透鏡、雙透鏡和三透鏡組的成像效果。a。單透鏡、雙透鏡和三透鏡組的光路設(shè)計圖 b。成像效果仿真模擬圖 c。單透鏡、雙透鏡和三透鏡組剖面的電子顯微鏡照片 d。實驗實際得到的成像效果圖
藝術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用
當(dāng)然，除了科研領(lǐng)域外，該項技術(shù)越來越多的被利用在藝術(shù)領(lǐng)域。
2014年，南非藝術(shù)家Jonty Hurwitz與Weitzmann Institute of Science的科學(xué)家們合作，利用該技術(shù)制成了世界上最小的雕塑。
首先他們通過三維掃描技術(shù)掃描并記錄了人體模特身體的三維空間信息，然后將其轉(zhuǎn)化為空間坐標(biāo)。再然后，他們利用雙光子激光直寫技術(shù)，在一根針的針孔里制作了該人體模特的微納雕塑，這是世界上最小的人體雕塑，并獲得了吉尼斯世界紀(jì)錄的正式認(rèn)證。
雙光子激光直寫技術(shù)制作的世界最小的人體雕塑（http://www.jontyhurwitz.com/nano）
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