激光3D打印： 推動光學(xué)顯微鏡發(fā)展的強(qiáng)大工具
如今，光學(xué)顯微鏡已成為各種多學(xué)科領(lǐng)域最廣泛使用的小范圍物體、生物體或表面檢測方法之一。然而，其橫向分辨率從根本上受到光衍射的限制，隨著對更高分辨率需求的增長，使用傳統(tǒng)透鏡的這一限制變得越來越關(guān)鍵。 ,
Y cF~
在光學(xué)顯微鏡的最后一個成像透鏡后面集成一個介質(zhì)微球，為大幅提高橫向分辨率提供了一個很有前景的解決方案，這一研究領(lǐng)域被稱為微球輔助顯微鏡。然而，在實際應(yīng)用中，市售介質(zhì)微球的使用受到很大限制。 `: ;fc
正確處理微球需要繁瑣的工作流程，而且市售介質(zhì)微球的尺寸也有限。這些挑戰(zhàn)阻礙了微球輔助顯微鏡作為昂貴顯微鏡解決方案（如掃描電子顯微鏡或原子力顯微鏡）的高性價比替代品的廣泛應(yīng)用。 HT=-mwa_]
在發(fā)表于《Light： 先進(jìn)制造》（Light: Advanced Manufacturing）雜志上發(fā)表的一篇新論文中，來自赫爾辛基大學(xué)電子結(jié)構(gòu)與激光研究所（Institute of Electronic Structure and Laser-Foundation for Research and Technology-Hellas）、波鴻魯爾大學(xué)（Ruhr University Bochum）和赫爾辛基大學(xué)的科學(xué)家們開發(fā)出了一種利用激光三維打印技術(shù)制造高質(zhì)量微球的新策略。這種方法利用了多光子光刻技術(shù)（MPL），能夠在微米和納米尺度上無掩模地制造真正的三維結(jié)構(gòu)。 |C.[eHe&D
[attachment=128882] D=!5l 4
三維微型裝置由改良蓋玻片和先進(jìn)的 MPL 制造的微球組成。它可以提高橫向分辨率，超過傳統(tǒng)光學(xué)儀器所能達(dá)到的水平。 ]ZM-c~nL
此外，由于 MPL 的非線性特性，在整個打印過程中，通過局部細(xì)化激光強(qiáng)度，可以顯著提高其精度。通過將這種復(fù)雜的方法與先進(jìn)的孵化和切片策略相結(jié)合，研究小組成功制造出了直徑為20微米的微球，展現(xiàn)出幾乎完美的幾何質(zhì)量（λ/8）和卓越的表面光滑度。 5jK9cF$>
最后，微球被印在了蓋玻片上，蓋玻片中心的孔是用飛秒激光燒蝕處理過的。這種改良蓋玻片和微球的組合構(gòu)成了一個三維微型裝置，可以靈活地操縱微球，并有可能將其集成到任何光學(xué)顯微鏡中。 DeR C_ [
使用米勞型相干掃描干涉儀（MCSI）和分辨率為 λ = 0.28 的校準(zhǔn)網(wǎng)格對微球集成到三維微型設(shè)備后的性能進(jìn)行了評估。因此，球體的光學(xué)特性超越了傳統(tǒng)透鏡在可見光下的典型分辨率極限，同時保持了 MSCI 的高軸向分辨率。 jmh$6 N%
F
該三維微型裝置的制作僅用了 8 分鐘，包括蓋玻片的修改和球體的制作，這有力地證明了其作為實際解決方案的適用性。此外，MPL 的獨特功能還有助于探索創(chuàng)新的微光學(xué)結(jié)構(gòu)和系統(tǒng)，進(jìn)一步提高二維和三維光學(xué)顯微鏡的橫向分辨率。 ">"B
|