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理大微壓印設備 省電省錢又環保

2018-06-14
■理大研發新型精密光學微結構微壓印設備。 理大供圖■理大研發新型精密光學微結構微壓印設備。 理大供圖

香港文匯報訊(記者 高鈺)香港理工大學研發出一種新型微壓印設備,用於製造具高質影像及高解像度的精密玻璃鏡片,能在玻璃上壓印超精密光學微結構,以配合不同領域的先進光學儀器和設備所需,應用範疇涵蓋天文、國防、醫學掃描,以至日常消費產品如相機、手提電話等。是項發明遠較傳統技術環保,可節省60倍電力,製造成本亦減少三分之二。

有關的創新設備由理大的超精密加工技術國家重點實驗室夥伴實驗室研究人員研發,早前在瑞士日內瓦舉行的「第四十六屆國際發明展」贏得金獎,項目獲創新及科技基金資助,並已取得8項專利。

國際發明展奪金

隨茈進光學系統對微細而具高解像度的高階鏡頭的需求急劇增加,使用玻璃光學元件來取代透光度相對低的光學聚合物,已是大勢所趨。

不過,玻璃光學元件製作困難,所需要的模製溫度較塑料光學材料高得多,且需採用極難加工的硬質合金模具;若要將小至微米尺寸的玻璃微結構壓印於微納米光學元件上,更是困難重重。

用於生產玻璃光學元件

理大工業系統工程學系榮休教授李榮彬及科學主任李莉華領導的團隊,致力研發含類石墨烯塗層的新型精密微納壓印設備,並利用自家研發的加熱技術及創新模具設計,生產出具微米級微結構的玻璃光學元件。

採用類石墨烯塗層能更精確快速地加熱光學玻璃,降低壓印過程的能量消耗,並減少熱膨脹和模具變形。研究人員同時開發出控制和監測軟件,可即時在網上讀取溫度讀數,從而微調過程參數,縮短生產時間。

與傳統紅外線設備相比,新技術可節省60倍電力,並將製作成本降低三分之二。

石墨烯是具有高耐磨特性的導電材料,有助在壓印過程後,順利將玻璃工件從模具剝離,及在玻璃基板上複製微米精度的微圖案。

新技術可廣泛應用於光學電子產品,包括手機和相機鏡頭、DVD拾取鏡頭、微型往復式鏡頭、微鏡陣列,以及用於收集和追蹤太陽能的菲涅爾透鏡。

在光場光學領域,新技術亦有望應用於3D攝像頭、三維機器人視察系統、遠距離拍攝和低空無人機探測的鏡頭、安全監控系統等。

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