Сегодня мы не удивляемся компактным лазерным принтерам, хотя на заре зарождения технологии и долгие годы после появления на рынке лазерные принтеры удивляли размерами и весом. Похожая ситуация с лазерной 3D-печатью. Это высокоточные устройства аддитивного моделирования, но размеры устройств остаются сравнительно большими — с объёмный чемодан или около того. Новые немецкие технологии помогут уменьшить такие принтеры до размеров обувной коробки. Современная лазерная печать в составе 3D-принтера представляет собой сложную оптическую систему, которая в импульсном режиме с фемтосекундной длительностью вызывает химические процессы полимеризации материала в точке фокуса. Большие габариты и запредельная дороговизна таких принтеров не позволяют им стать продуктом для повсеместного использования. Можно ли это изменить? Вполне, заявили исследователи из немецкого профильного кластера 3D Matter Made to Order. Учёные в журнале Nature Photonics опубликовали статью, в которой рассказали об инновационной конструкции головки лазерного принтера для 3D-печати с наноразмерной точностью. В обычном лазерном 3D-принтере полимеризация светочувствительной жидкости происходит тогда, когда два фотона одновременно возбуждают молекулу жидкости — это так называемое двухфотонное поглощение. Чтобы реакция двухфотонного (одновременного) поглощения произошла, лазерная система должна быть сложной, согласованной и поэтому громоздкой. Немецкие учёные предложили разделить возбуждение молекул светочувствительной жидкости на два этапа и совершать их по очереди, что позволит радикально уменьшить лазерную головку и конструкцию 3D-принтера. В частности, исследователи из Технологического института Карлсруэ (KIT) и Гейдельбергского университета предложили двухступенчатую абсорбцию, которая работает с недорогими и маленькими синими лазерными диодами. Первый фотон переводит молекулу в промежуточное состояние. На втором этапе второй фотон переводит молекулу из промежуточного состояния в нужное возбуждённое состояние и запускает химическую реакцию. Поглощение двух фотонов не обязательно должно происходить одновременно, что стало ключом к прорыву.
