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雙光子激光直寫(xiě)技術(shù)很大程度改善3D打印粗糙度和精度
雙光子激光直寫(xiě)技術(shù)很大程度改善3D打印粗糙度和精度
相信絕大多數(shù)人對(duì)“3D打印”這個(gè)概念并不會(huì)感到陌生，因?yàn)樽烂婕?jí)家用小型3D打印機(jī)早已走入了千家萬(wàn)戶，也有眾多的學(xué)校或機(jī)構(gòu)購(gòu)買了專業(yè)級(jí)3D打印機(jī)供學(xué)生或用戶使用，以3D打印機(jī)為核心的教育課程也如雨后春筍般在各個(gè)大城市中出現(xiàn)。
從各個(gè)方面看，目前的3D打印都已經(jīng)進(jìn)入到了細(xì)分市場(chǎng)的階段：從價(jià)格上來(lái)看，有較為便宜的家用桌面級(jí)小型3D打印機(jī)，也有較為昂貴的用于實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)的大型工業(yè)級(jí)3D打印機(jī)；從打印用到的材料來(lái)看，有的是樹(shù)脂、塑料，有的是金屬，有的甚至用黏土。
雙光子3D打印很大程度上改善了粗糙度和精度的問(wèn)題，準(zhǔn)確地說(shuō)應(yīng)該稱為“雙光子激光直寫(xiě)技術(shù)”，也被稱為“雙光子聚合技術(shù)”。
要準(zhǔn)確描述這項(xiàng)技術(shù)，首先要了解清楚什么叫做“雙光子吸收效應(yīng)”。
物質(zhì)可以對(duì)光產(chǎn)生吸收，這一點(diǎn)我們非常熟悉。有一些造物技術(shù)就是基于這一點(diǎn)，例如，用紫外光照射光敏聚合物，被照射到的地方逐漸產(chǎn)生固化，由液態(tài)、膠態(tài)轉(zhuǎn)化為固態(tài)。這項(xiàng)技術(shù)的一個(gè)常見(jiàn)應(yīng)用就是牙科診所中用光敏物質(zhì)填補(bǔ)牙齒。
絕大多數(shù)物質(zhì)對(duì)光的吸收都是將一個(gè)光子作為基礎(chǔ)單位進(jìn)行吸收的，一次只能吸收一個(gè)光子。但是在有些特殊物質(zhì)中，由于存在特殊的能級(jí)躍遷模式，也會(huì)出現(xiàn)同時(shí)吸收多個(gè)（幾個(gè)甚至幾十個(gè)）光子的情況，這就是“多光子吸收效應(yīng)”。
但該效應(yīng)的條件非常苛刻，往往要求特定的物質(zhì)和*的能量密度。雙光子吸收效應(yīng)是該類效應(yīng)中的一種典型代表。在雙光子吸收過(guò)程中，材料分子由基態(tài)躍遷至激發(fā)態(tài)，中間經(jīng)過(guò)一個(gè)虛能級(jí)完成。
通常情況下，物質(zhì)與光的相互作用是一種線性作用。常見(jiàn)的物體對(duì)特定波長(zhǎng)的光透過(guò)率吸收率是一定的，這個(gè)比例并不會(huì)隨著光強(qiáng)度變化而變化，因此這種作用是線性的。但是雙光子吸收卻是一種三階非線性效應(yīng)，即隨著光能量密度的增加，該效應(yīng)會(huì)快速加強(qiáng)。