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3D新聞

3D打印的新應(yīng)用:智能手機(jī)用光譜儀

星之球科技 來源:中關(guān)村在線2021-03-09 我要評論(0 )   

 眾所周知,3D打印技術(shù)能夠為我們創(chuàng)造不少有意思的小物件,但是現(xiàn)在大多數(shù)產(chǎn)品都僅限于手機(jī)殼等簡單硬件。如今,德國斯圖加特大學(xué)的研究人員們已經(jīng)研發(fā)出了全新的3D打...

    眾所周知,3D打印技術(shù)能夠為我們創(chuàng)造不少有意思的小物件,但是現(xiàn)在大多數(shù)產(chǎn)品都僅限于手機(jī)殼等簡單硬件。如今,德國斯圖加特大學(xué)的研究人員們已經(jīng)研發(fā)出了全新的3D打印微型光譜儀,可直接安裝在智能手機(jī)的相機(jī)模塊上,從而創(chuàng)造更高的光譜成像功能。


  過去,許多不同的3D打印微型光譜儀已經(jīng)開發(fā)和商業(yè)化,其中許多具有相同的“直接成像”技術(shù)。本質(zhì)上,這些微型儀器通過重新分配入射光來創(chuàng)建空間光譜響應(yīng),然后可以通過成像傳感器對其進(jìn)行測量并將其轉(zhuǎn)換為讀數(shù)。


  然而,盡管這項技術(shù)本身已廣為人知,但斯圖加特的科學(xué)家們成產(chǎn)的設(shè)備可以實現(xiàn)更小的尺寸,甚至比競爭對手小兩倍,精度三倍的設(shè)備。這種設(shè)備的優(yōu)勢可能非常明顯,可以安裝到日常智能手機(jī)上,并且可以用于從皮膚疾病診斷到偽鈔檢測的任何事物。


  研究人員最初將光譜儀分為兩個獨(dú)立的部分:集光器和色散成像儀,然后將其轉(zhuǎn)移到SolidWorks上,并在其表面添加鏡頭座和一個墨水盆。一旦團(tuán)隊完全優(yōu)化了設(shè)計,他們便部署了NanoscribeGT23D打印機(jī)來制造他們的第一個原型。


  為了為最終的設(shè)備提供必要的傳感功能,科學(xué)家隨后使用了SIJ-S030噴墨打印機(jī),以填充其墨水盆并為其分配一個分散的“狹縫圖像平面”。在光線跟蹤模擬過程中,光束從光譜儀的孔中射出,其縫隙被證明可以用作成像透鏡,分離波長并將其中繼到附近的傳感器。


  利用3D打印同時創(chuàng)建底座和鏡頭,發(fā)現(xiàn)它們可以提供接近完美的對準(zhǔn),并允許該設(shè)備在490nm至690nm范圍內(nèi)工作。該微型工具還具有在633nm處17.8±1.7nm的光譜分辨率的功能,但研究小組認(rèn)為,使用迭代重建算法,可以進(jìn)一步提高銳度,以實現(xiàn)新穎的最終用途。


  例如,科學(xué)家得出的結(jié)論是,他們的光譜儀能夠“幾乎非侵入式地集成到智能手機(jī)中”,從而可以將其變成高光譜相機(jī)??紤]到華為之類的公司已經(jīng)將單色傳感器集成到了他們的最新設(shè)備中,研究人員推測它們的微觀創(chuàng)造具有巨大的大眾市場潛力。


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