来自美国劳伦斯·利弗莫尔国家试验室（LLNL）的多资打印钻研职员已经运用多种资料的3D打印技术建树了量身定制的突变折射率玻璃光学器件，可能制作出更好的料D璃技军事眼镜以及伪造事实护目镜。该钻研成果2020年11月18日宣告在<Science Advances>上。玻璃

　　▲定制GRIN光学器件的可用未来被动化斲丧历程的艺术性渲染，展现了量身定制的于军光学预制件的多资料3D打印，经由热解决转换为玻璃，事眼术抛光以及魔难呈现光学器件的镜及镜玻折射率梯度。图片源头：Jacob Long以及Brian Chavez

　　老例的护目镜片个别由平均组成的块状资料制成，而且光折射的多资打印操作由镜片的厚度以及外表曲率决定。球面、料D璃技圆柱、玻璃非球面以及相似的可用镜片很重大经由成熟的制作方式来斲丧，比喻基于抛光以及基于CNC（合计机数控）的于军精加工。此外，事眼术可能制作从容曲面光学器件，镜及镜玻其中包罗不平移或者旋转对于称性的自界说重大曲率，但因为对于外表抛光精度的严酷要求，运用畛域依然受到限度。

　　梯度折射率(Gradient refractive index,GRIN)光学器件提供了传统废品光学器件的替换妄想。GRIN光学器件包罗资料成份的空间梯度，而空间梯度又提供了资料折射率的梯度，从而改动了光在介质中的转达方式。GRIN透镜可能具备平展的外表形态，但仍具备与等效老例透镜相同的光学功能。

　　因为眼镜片的发展，GRIN光学器件曾经存在于人造界中。在大少数物种中都可能找到例子，其中全部晶状体的折射率变换受结构卵白（晶状体卵白）浓度变换的影响。在鱿鱼眼中，区别巨细的晶状卵白组成区别密度的凝胶。折射率的这种梯度与曲率相散漫，可能使镜片人造地抵偿球差。残缺在空间上操作资料成份的功能以及因此而来的光学功能为GRIN光学妄想提供了机缘。比喻，可能将多个功能妄想到单个光学器件中，比喻将聚焦与罕有光学像差（球形、彗形、像散等）的校对于相散漫。此外，曾经表明，运用散漫外表曲率以及折射率梯度的光学器件具备减小光学系统的尺寸以及重量的后劲。

　　曾经有多少个钻研团队证明了透明玻璃的3D打印。可是，大少数这些技术尚未证实具备梯度成份以及折射率的玻璃的多资料印刷。在该钻研中，钻研职员可能经由运用3D打印的间接墨水誊写（DIW）方式，被动操作将两种差此外玻璃糊或者“墨水”的比例间接搅浑在一起，从而调整资料成份的梯度。运用DIW制成成份差此外光学预成型件后，而后将其致密化为玻璃，并可能运用老例光学抛光妨碍精加工。

　　该钻研团队表明可能运用多资料DIW斲丧GRIN玻璃光学器件。该系统装备了一个有源微搅浑器，该搅浑器可能在线搅浑两种差此外墨水，从而可能对于具备成份梯度的生坯妨碍3D打印，而后将其并吞为具备定制的折射率空间扩散的玻璃光学器件。

　　▲图1.DIW法梯度折射率二氧化硅-二氧化钛玻璃的削减剂制作工艺。

　　（A)具备区别二氧化钛夹杂剂浓度的两种硅基油墨在微流体喷嘴中在被动剪切下搅浑。组成由两种油墨各自的流长期议。（B)对于3D打印的生坯妨碍热解决，以去除了所有有‘机’成份并致密化为玻璃，而后抛光平展。这幅图像中的粉红色是一种有‘机’染料削减到一种墨水中用于可视化的服从。（C)向石英玻璃中退出二氧化钛削减了折射率(41,42)；服从，3D印刷玻璃包罗由组成梯度规定的折射率的空间变换。重量%，重量%；ppm，百万分之一。（D)可能妄想以及斲丧种种形态、尺寸以及光学功能的GRIN玻璃光学器件。所有图像中的网格间距为1毫米。照片编号:Nikola Dudukovic，劳伦斯·利弗莫尔国家试验室。

　　由夹杂二氧化钛的石英玻璃制成的一系列抛光3D打印突变折射率透镜。网格正方形的每一侧均为1毫米。图片源头：劳伦斯·利弗莫尔国家试验室

　　经由操作两种墨水的相对于流速，可能将所需的浓度曲线编程到相干蹊径中。这种方式可能打印功能突变的多资料3D工具。

　　这项新技术可能在平板玻璃组件中实现种种老例以及十分规的光学功能（无外表曲率），从而在情景晃动的玻璃资料中提供了新的光学妄想多功能性。这项新技术还可能减轻光学系统的重量。比喻，士兵在战场上运用的光学配置装备部署轻捷至关紧张。

　　“这是咱们经由3D打印将两种差此外玻璃资料散漫起来，并展现了它们作为光学元件的功能。尽管已经针对于GRIN妨碍了演示，但该方式也可用于定制其余资料或者光学特色，”本钻研一作Dylla-Spears说。