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- 굴절률이 다른 잉크 레이어가 복잡한 광학을 대체
- 의학의 분광 공정, 화학 산업의 측정 장치 또는 넓은 영역을 커버해야 하는 반사율이 높은 망원경에서 프린터의 필터에 대한 높은 수요
- 새로 개발된 프로세스는 지금까지 효율적인 생산 옵션이 없었기 때문에 일반적으로 높은 비용을 대체하고 관련된 맞춤형 제품에 특히 적합

잉크젯 프린터의 광학 거울 및 필터
굴절률이 다른 잉크 레이어가 복잡한 광학을 대체한다.

놀랍도록 간단하다. 독일 연구팀이 잉크젯 프린터를 사용하여 맞춤형 광학 거울과 필터를 생산하는 방법을 개발했다. 분광기, 카메라 또는 레이저 측정 기술에 사용되는 광학은 기존의 증착 또는 코팅보다 더 저렴하고 쉽게 생산할 수 있다. 이것은 특정 굴절률을 가진 층으로 경화되는 특수 잉크로 가능하다. 

▲ 이 광학 필터는 특정 파장의 빛만 반사하고 다른 파장은 통과시킨다. 잉크젯 프린터로 만들었다. © KIT/ LTI

망원경, 라이트 배리어, 카메라, 레이저 측정 기술 또는 스마트폰:
많은 장치와 시스템에서 광학 필터는 파장에 따라 빛이 반사되거나 통과되도록 한다. 이러한 광학은 일반적으로 두께와 굴절률이 다른 많은 나노미터 두께의 층으로 구성된다. 이를 통해 특정 파장의 빛에 대해서만 목표로 하는 반사, 통과 또는 편향을 보장한다.

Karlsruhe Institute of Technology(KIT)의 Light Technology Institute 책임자인 Uli Lemmer는 "광학 거울과 필터는 빛이 사용되는 모든 곳에서 필요하다"며 "그러나 지금까지 그들은 많은 에너지와 재료를 소비하고 상대적으로 처리량이 적은 복잡한 진공 시스템에서 제조되었다"고 설명했다. 이러한 시스템에서 광학 활성층의 재료는 높은 곳에서 넓은 영역에 걸쳐 증착된다. 온도.

광학 인쇄가 작동하는 방식

Lemmer와 그의 팀은 이제 더 간단하고 경제적인 방법을 개발했다. 잉크젯 프린터로 광학 필터를 인쇄하기만 하면 된다. "잉크젯 광학 필터"(IJPOF)의 경우 이 프로세스를 위해 특별히 개발된 두 가지 다른 잉크를 사용한다. 첫 번째는 레이어가 원하는 두께가 될 때까지 한 방울씩 인쇄된다. 그런 다음 재료는 UV 광선을 사용하여 경화된다. 그런 다음 동일한 프로세스를 사용하여 두 번째 잉크로 다음 레이어를 만든다.

이것이 잉크젯 프린터의 광학 필터가 번갈아 사용되는 두 가지 재료로 층별로 생성되는 방식이다. Lemmer는 "여기서 해결해야 할 과제 중 하나는 인쇄 및 건조 매개변수를 정확하게 결정하는 것이지만 무엇보다도 레이어 두께를 정확하게 변경하는 것"이라고 설명했다. "층 두께가 필터의 특성을 결정하기 때문이다.“

Bragg 미러에도 적합

그러나 잉크젯 인쇄 공정은 광학 필터에 적합할 뿐만 아니라 소위 브래그 거울이라고 하는 유전체 거울을 생산하는 데에도 사용할 수 있다. 이 하이테크 미러는 무엇보다도 카메라 시스템, 현미경 및 센서 시스템에 사용되며, 여기서 올바른 파장의 빛을 필요한 곳에 정확히 전달한다.

그러한 거울을 위해 개발한 인쇄 공정으로 연구원들은 이미 다른 표면에 나노잉크로 브래그 거울을 인쇄하는 데 성공했다. 이 필터는 원하는 파장과 맞춤형 광학 특성에 대해 99%의 초고반사율을 제공한다. 연구팀이 설명하듯이 제조 방법은 카메라와 같은 마이크로미터 범위의 광학 부품과 태양광 모듈과 같은 대면적 모두에 적합했다.

연구원들은 무엇보다도 의학의 분광 공정, 화학 산업의 측정 장치 또는 넓은 영역을 커버해야 하는 반사율이 높은 망원경에서 프린터의 필터에 대한 높은 수요를 보고 있다. 새로 개발된 프로세스는 지금까지 효율적인 생산 옵션이 없었기 때문에 일반적으로 높은 비용과 관련된 맞춤형 제품에 특히 적합하다.
출처: KIT / 칼스루에 공과대학교

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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