用於(yu) 紙張打印的傳(chuan) 統激光打印機中的激光器非常小。相比之下，迄今為(wei) 止用於(yu) 三維微結構和納米結構的3D激光打印機卻需要大型且昂貴的激光係統。

近日，德國卡爾斯魯厄理工學院和海德堡大學的研究人員，研發了一種更為(wei) 緊湊的3D激光納米打印係統，采用了廉價(jia) 且小巧的藍光激光二極管。因此，通過這項技術有望可以實現更緊湊的打印機。這項成果已經在近期的Nature Photonics專(zhuan) 業(ye) 期刊上發表。

目前，激光打印憑借其極高的空間分辨率和打印速度，成為(wei) 3D打印和增材製造的首選方法。在激光打印的過程中，聚焦的激光束被引導至光敏液體(ti) 。在焦點處，激光打開特殊分子的“開關(guan) ”並觸發了化學反應，該反應導致材料的局部硬化。

通過移動焦點，可以產(chan) 生任何3D微結構和納米結構。材料的化學反應基於(yu) 所謂的雙光子吸收，這意味著兩(liang) 個(ge) 光子同時激發分子，從(cong) 而導致所需的化學修飾。然而，這種同時激發的情況很少發生，這就是為(wei) 什麽(me) 必須應用複雜的脈衝(chong) 激光係統，從(cong) 而導致激光打印機尺寸變得非常大。

■用兩(liang) 步吸收過程（左）和光學顯微鏡（右）打印的3D納米結構的電子顯微重建。（來源：Rasmus Schröder教授，海德堡大學）

更緊湊的3D打印機，得益於(yu) 兩(liang) 步流程

當使用所謂的兩(liang) 步過程時，可以實現更緊湊、更小型的打印機。第一個(ge) 光子將分子轉移到中間狀態。在第二步中，第二個(ge) 光子將分子從(cong) 中間態轉移到所需的激發態並開始化學反應。這種“二步法”的優(you) 點是，與(yu) 雙光子吸收不一樣的是，這時候兩(liang) 個(ge) 光子的吸收可以不是同時發生。

“為(wei) 了達到這個(ge) 效果，使用緊湊的低功率連續波激光二極管就可以實現。”卡爾斯魯厄理工學院應用物理研究所研究員Vincent Hahn說。所需的激光功率遠低於(yu) 傳(chuan) 統的激光指示器。Vincent Hahn接著談到，這項研究具有開創性。像大手提箱一樣大的飛秒激光器要好幾萬(wan) 歐元，而像針頭那麽(me) 大的半導體(ti) 激光器，其成本不到10歐元，兩(liang) 者之間相差巨大。未來，3D激光納米打印機的其他部件也將實現小型化。

一個(ge) 鞋盒般大的設備在未來幾年看起來很有可能成為(wei) 現實，最後設備的大小甚至可以比現在辦公桌上的激光打印機還要小。體(ti) 積小、價(jia) 格低的3D激光納米打印機，讓大多數用戶可以承擔得起。目前，行業(ye) 專(zhuan) 家們(men) 已經在談論3D激光打印的大眾(zhong) 化技術。