Ученые из Израиля разработали инновационный метод формирования микроскопических трехмерных объектов из стеклянных листов, получивший название фотонное оригами.
В настоящее время уже существуют 3D-принтеры, которые способны создавать разнообразные трехмерные объекты, включая оптические, путем послойного нанесения материала. Однако, ключевая трудность заключается в дискретном характере этого процесса, что приводит к шероховатостям и неоднородностям. Поэтому получение гладких и однородных 3D-объектов из стекла остается сложной задачей.
Именно поэтому израильские исследователи предложили технологию фотонного оригами: с помощью лазера складывать 2D-плоскости в 3D-структуры. Исходные 2D-структуры создаются с использованием литографии, а специальные методы плавления и химической обработки обеспечивают гладкость поверхности. А затем с помощью углекислотного лазера складывают плоскости в необходимые объемные структуры.
Данный процесс основан на том, что под воздействием лазерного луча с одной стороны стекло разогревается и разжижается. В момент разжижения преобладает сила поверхностного натяжения над гравитацией, и плоский лист стекла принимает вертикальное положение. Весь цикл занимает менее 30 микросекунд.
В результате длительных исследований было установлено, что угол наклона плоскости можно точно регулировать, снижая мощность лазера и используя последовательность импульсов. Это позволяет задавать любой необходимый угол.
Но исследователи на этом не остановились. Они научились, воздействуя лазером на тонкие листы и стержни стекла, создавать непрерывные спирали, параболические зеркала.
Эта перспективная технология открывает широкие горизонты для разработки высокоэффективных и интегрированных оптических устройств.