Komposisi baru kaca cetak 3D meningkatkan fleksibilitas desain optik

Komposisi baru kaca cetak 3D meningkatkan fleksibilitas desain optik


Newswise – Peneliti LLNL telah menggunakan pencetakan 3D multi-bahan untuk membuat optik kaca indeks bias gradien yang disesuaikan yang dapat membuat kacamata khusus militer dan kacamata realitas virtual lebih baik.

Teknik baru ini dapat mencapai berbagai fungsi optik konvensional dan non-konvensional dalam komponen kaca datar (tanpa kelengkungan permukaan), menawarkan keserbagunaan desain optik baru dalam bahan kaca yang stabil terhadap lingkungan.

Tim tersebut dapat menyesuaikan gradien dalam komposisi material dengan secara aktif mengontrol rasio dua pasta pembentuk kaca yang berbeda atau “tinta” yang dicampur bersama secara inline menggunakan metode Direct Ink Writing (DIW) untuk pencetakan 3D. Setelah bentuk awal optik yang bervariasi komposisi dibuat menggunakan DIW, kemudian dipadatkan menjadi kaca dan dapat diselesaikan menggunakan pemolesan optik konvensional.

“Perubahan komposisi bahan menyebabkan perubahan indeks bias setelah kita mengubahnya menjadi kaca,” kata ilmuwan LLNL Rebecca Dylla-Spears, penulis utama makalah yang muncul di Kemajuan Sains.

Proyek ini dimulai pada 2016 ketika tim mulai mencari cara agar manufaktur aditif dapat digunakan untuk memajukan sistem optik dan optik. Karena manufaktur aditif menawarkan kemampuan untuk mengontrol struktur dan komposisi, ini memberikan jalur baru untuk pembuatan lensa kaca indeks bias gradien.

Optik indeks bias gradien (GRIN) memberikan alternatif untuk optik jadi konvensional. Optik GRIN mengandung gradien spasial dalam komposisi material, yang memberikan gradien dalam indeks bias material – mengubah cara cahaya bergerak melalui medium. Lensa GRIN dapat memiliki bentuk permukaan datar namun tetap menjalankan fungsi optik yang sama dengan lensa konvensional yang setara.

Optik GRIN sudah ada di alam karena evolusi lensa mata. Contohnya dapat ditemukan pada sebagian besar spesies, di mana perubahan indeks bias di seluruh lensa mata diatur oleh berbagai konsentrasi protein struktural.

Kemampuan untuk mengontrol komposisi material dan fungsionalitas optik sepenuhnya secara spasial memberikan opsi baru untuk desain optik GRIN. Misalnya, beberapa fungsi dapat dirancang menjadi satu optik, seperti pemfokusan yang dikombinasikan dengan koreksi penyimpangan optik yang umum. Selain itu, penggunaan optik dengan kombinasi kelengkungan permukaan dan gradien dalam indeks bias berpotensi mengurangi ukuran dan berat sistem optik.

Dengan menyesuaikan indeks, optik yang melengkung dapat diganti dengan permukaan datar, yang dapat mengurangi biaya penyelesaian. Kelengkungan permukaan juga dapat ditambahkan untuk memanipulasi cahaya menggunakan efek massal dan permukaan. Teknik baru tersebut juga dapat menghemat beban pada sistem optik. Misalnya, optik yang digunakan oleh tentara di lapangan harus ringan dan portabel.

“Ini pertama kalinya kami menggabungkan dua bahan kaca yang berbeda dengan pencetakan 3D dan mendemonstrasikan fungsinya sebagai optik. Meskipun didemonstrasikan untuk GRIN, pendekatan ini dapat digunakan untuk menyesuaikan material lain atau sifat optik juga, ”kata Dylla-Spears. Peneliti Livermore lainnya yang terlibat dalam proyek ini termasuk Timothy Yee, Koroush Sasan, Du Nguyen, Nikola Dudukovic, Jason Ortega, Michael Johnson, Oscar Herrera, Frederick Ryerson dan Lana Wong. Program Penelitian dan Pengembangan yang Diarahkan Laboratorium mendanai pekerjaan tersebut.


Diposting Oleh : https://singaporeprize.co/

About the author