`

СПЕЦІАЛЬНІ
ПАРТНЕРИ
ПРОЕКТУ

Чи використовує ваша компанія ChatGPT в роботі?

BEST CIO

Определение наиболее профессиональных ИТ-управленцев, лидеров и экспертов в своих отраслях

Человек года

Кто внес наибольший вклад в развитие украинского ИТ-рынка.

Продукт года

Награды «Продукт года» еженедельника «Компьютерное обозрение» за наиболее выдающиеся ИТ-товары

 

Леонід Бараш

Дослідники демонструють перший 3D-принтер на основі мікросхем

+11
голос

Уявіть портативний 3D-принтер, який ви можете тримати на долоні. Крихітний пристрій може дозволити користувачеві швидко створювати налаштовані недорогі об’єкти на ходу, як-от кріплення для ремонту хиткого колеса велосипеда або компонент для критичної медичної операції.

Дослідники з Массачусетського технологічного інституту та Техаського університету в Остіні зробили важливий крок до втілення цієї ідеї в реальність, продемонструвавши перший 3D-принтер на основі мікросхем. Їхній пристрій для підтвердження концепції складається з одного фотонного чіпа міліметрового масштабу, який випромінює реконфігуровані промені світла в лунку зі смоли, яка твердне в тверду форму, коли на неї потрапляє світло.

Прототип мікросхеми не має рухомих частин, натомість покладається на масив крихітних оптичних антен для керування променем світла. Промінь спрямовується у рідку смолу, яка була розроблена для швидкого затвердіння під впливом довжини хвилі променя видимого світла.

Поєднавши кремнієву фотоніку та фотохімію, міждисциплінарна дослідницька група змогла продемонструвати чіп, який може спрямовувати світлові промені для 3D-друку довільних двовимірних візерунків, включаючи літери M-I-T. Фігури можна повністю сформувати за лічені секунди.

У довгостроковій перспективі вчені передбачають систему, у якій фотонний чіп розташований на дні лунки зі смолою та випромінює тривимірну голограму видимого світла, швидко затверджуючи весь об’єкт за один крок.

Цей тип портативного 3D-принтера може мати багато застосувань, наприклад, дозволити клініцистам створювати індивідуальні компоненти медичних пристроїв або дозволити інженерам створювати швидкі прототипи на робочому місці.

Ця система повністю переосмислює те, що таке 3D-принтер. Це вже не велика коробка, яка розміщується на лаві в лабораторії та створює об’єкти, а щось портативне. Захоплююче думати про нові програми, які можуть з’явитися в результаті цього, і про те, як може змінитися сфера 3D-друку. Експерти з кремнієвої фотоніки, група Notaros раніше розробила інтегровані системи з фазованою оптичною решіткою, які спрямовують пучки світла за допомогою ряду мікророзмірних антен, виготовлених на мікросхемі за допомогою процесів виробництва напівпровідників. Прискорюючи або затримуючи оптичний сигнал з обох боків антенної решітки, вони можуть переміщувати промінь випромінюваного світла в певному напрямку.

Такі системи є ключовими для датчиків лазерних локаторів (лідарів), які складають карту свого оточення, випромінюючи інфрачервоні промені світла, які відбиваються від сусідніх об’єктів. Останнім часом група зосередилася на системах, які випромінюють і спрямовують видиме світло для додатків доповненої реальності.

Їм було цікаво, чи можна використовувати такий пристрій для 3D-принтера на основі мікросхем.

Приблизно в той самий час, коли вони почали мозковий штурм, Page Group в UT Austin вперше продемонструвала спеціальні смоли, які можна швидко затвердіти за допомогою довжин хвиль видимого світла. Це була відсутня частина, завдяки якій 3D-принтер на основі мікросхем став реальністю.

«Фотостверджувані смоли дуже важко повністю їх затвердіти в інфрачервоному випромінюванні, де в минулому для лідарів працювали інтегровані системи з фазованою оптичною решіткою, — каже ведучий автор Сабріна Корсетті (Sabrina Corsetti). - Тут ми зустрічаємося посередині між стандартною фотохімією та кремнієвою фотонікою, використовуючи смоли, що полімеризуються видимим світлом, і мікросхеми, що випромінюють видиме світло, для створення цього 3D-принтера на основі мікросхем. Ви маєте це злиття двох технологій у абсолютно нову ідею».

Їхній прототип складається з одного фотонного чіпа, що містить масив оптичних антен товщиною 160 нанометрів.

При живленні від стороннього лазера антени випромінюють керований промінь видимого світла в отвір фотостверджуваної смоли. Дослідники використовують електричні сигнали для немеханічного керування світловим променем, змушуючи смолу твердіти, де б промінь не потрапляв на неї.

Але ефективна модуляція світла видимої довжини хвилі, яка передбачає зміну його амплітуди та фази, особливо складна. Один з поширених методів вимагає нагрівання мікросхеми, але це неефективно та займає багато фізичного простору.

Замість цього дослідники використовували рідкі кристали для створення компактних модуляторів, які вони інтегрували в чіп. Унікальні оптичні властивості матеріалу дозволяють модуляторам бути надзвичайно ефективними та мати довжину лише близько 20 мікрон.

Дослідники активно налаштовують модулятори за допомогою електричного поля, яке переорієнтовує молекули рідкого кристала в певному напрямку. Таким чином вони можуть точно контролювати амплітуду та фазу світла, що направляється на антени.

Але формування і управління пучком – це лише половина справи. Взаємодія з новою фотостверджуваною смолою була зовсім іншою проблемою.

Зрештою, група використала свій прототип для 3D-друку довільних двовимірних форм за лічені секунди.

Створюючи цей прототип, вони хочуть рухатися до розробки системи, схожої на ту, яку вони спочатку концептуалізували — чіп, який випромінює голограму видимого світла в смоляній лунці, щоб забезпечити об’ємний 3D-друк лише за один крок.

Дослідники демонструють перший 3D-принтер на основі мікросхем

Крихітний пристрій може дозволити користувачеві швидко створювати налаштовані недорогі об’єкти на ходу, як-от кріплення для ремонту хиткого колеса велосипеда або компонент для критичної медичної операції

Новостворені Сили Безпілотних Систем потребують 140 ноутбуків, триває збір

+11
голос

Напечатать Отправить другу

Читайте также

 

Ukraine

 

  •  Home  •  Ринок  •  IТ-директор  •  CloudComputing  •  Hard  •  Soft  •  Мережі  •  Безпека  •  Наука  •  IoT