De Hong Kong Polytechnic University (PolyU) heeft een nieuw micro-embossingapparaat ontwikkeld voor het vervaardigen van glazen precisielenzen met een hoge beeldkwaliteit. De lenzen hebben de resolutie die nodig is voor ultramoderne optische instrumenten en apparaten in uiteenlopende gebieden, waaronder astronomie, nationale Defensie, medisch scannen, en consumentenproducten zoals camera's en mobiele telefoons. De uitvinding kan op een milieuvriendelijke manier ultraprecieze optische microstructuren in glas embosseren, een besparing van 60 keer elektriciteit en een verlaging van de productiekosten met tweederde in vergelijking met conventionele machines.

Optische componenten van glas zijn moeilijk te fabriceren omdat ze een veel hogere vormtemperatuur en extreem moeilijk te bewerken hardmetalen materialen nodig hebben om de mal te maken. Het is ook moeilijk om optische elementen op micro- en nanoschaal te embosseren met microstructuren van micron-formaat. Echter, met een stijgende vraag naar krachtige lenzen van klein formaat en hoge resolutie in geavanceerde optische systemen, er is een groeiende behoefte aan optisch glas om optische polymeren te vervangen, die een veel lagere transmissie hebben. Als we een dvd-high-definition optische pick-uplens als voorbeeld nemen, de functiegrootte is zo klein als 0,9 micron. Conventionele lithografiemethoden die worden gebruikt voor massaproductie resulteren in hoge productkosten, toch heeft de geproduceerde lens een veel lagere precisie dan die verkregen door gieten of reliëf. Vandaag, China heeft de hoogste productie van optische lenzen ter wereld. Nog, vanwege technologische beperkingen voor het produceren van hoogwaardige lenzen, de totale marktwaarde is nog steeds lager dan in Europa en Japan.

Het onderzoeksteam onder leiding van professor LEE Wing Bun en Dr. LI Lihua van PolyU's Department of Industrial and Systems Engineering heeft een nieuw vormontwerp aangenomen met grafeenachtige coating en zelf ontwikkelde verwarmingstechnologie om de micro-embossing-apparatuur te produceren om micron- niveau microstructurele optische componenten in glas. In vergelijking met conventionele omvangrijke infraroodverwarmingsapparaten met een hoog energieverbruik, de nieuwe technologie is milieuvriendelijker en kosteneffectiever.

Het gebruik van een grafeenachtige coating kan het optische glas nauwkeurig en snel opwarmen met een laag energieverbruik, terwijl de thermische uitzetting en vervorming van de mal wordt verminderd. De besturings- en bewakingssoftware kan ook direct online temperatuurmetingen bieden om de procesparameters nauwkeurig af te stemmen en aan te passen. en zo de cyclustijd te verkorten. Dergelijke nieuwe functies maken het mogelijk om tot 60 keer elektriciteit te besparen, in vergelijking met conventionele infraroodmachines, en het verminderen van de productiekosten met tweederde. Omdat het een elektrisch geleidend materiaal is met hoge slijtage-eigenschappen, grafeen maakt het ook mogelijk om het glazen werkstuk na het reliëfproces soepel uit de mal te halen. Verder, patroon op micronschaal kan worden gerepliceerd op het glassubstraat.

De nieuwe reliëfapparatuur heeft brede toepassingen in opto-elektronische producten, inclusief microlenzen voor mobiele telefoons, camera lenzen, DVD bestelwagenlenzen, micro-pendellenzen, f-theta-lenzen voor laserprinters, projectietelevisie vergrootglazen, optische communicatie V Gootsubstraten, microlens-arrays (MLA's), en Fresnel-lenzen voor het verzamelen en volgen van zonne-energie. In lichtveldoptica, de nieuwe toepassingen met een groot potentieel zijn onder meer 3D-camerakoppen, driedimensionale robotvisiesystemen, evenals lenzen voor opnamen op grote afstand, detectie van drones op lage hoogte en beveiligingsmonitoring.