RU2792821C2 - Способ моментальной инициации полимеризации объекта - Google Patents
Способ моментальной инициации полимеризации объекта Download PDFInfo
- Publication number
- RU2792821C2 RU2792821C2 RU2021120522A RU2021120522A RU2792821C2 RU 2792821 C2 RU2792821 C2 RU 2792821C2 RU 2021120522 A RU2021120522 A RU 2021120522A RU 2021120522 A RU2021120522 A RU 2021120522A RU 2792821 C2 RU2792821 C2 RU 2792821C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- polymerization
- wave
- irradiation
- laser
- polymerizable
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение может быть использовано для полимеризации биоинженерных тканей. Способ полимеризации полимеризационноспособного объекта включает облучение объекта 4 волной с несущей частотой в оптическом диапазоне прямоугольным импульсом с плоским фронтом волны. При этом полимеризацию проводят облучением лазером 1 через фазовый транспарант 3, структура которого определена голограммой полимеризуемого объекта, сформированной на основе математической модели с использованием точек, заполняющих его объем и расположенных на расстоянии 0,3-1,0 λ, где λ - длина излучаемой лазером волны, совокупность которых подвергнута преобразованию Френеля. Технический результат заключается в улучшении качества полимеризации при сокращении времени ее проведения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к способам инициации полимеризации полимеризационноспособных объектов, в частности биоинженерных тканей.
Известен способ инициации полимеризации объекта, включающий поточечное облучение объекта сфокусированным пучком фемтосекундного лазера (А.В. Пикулин, Н.М. Битюрин, "Флуктуационные ограничения минимального размера вокселя при лазерной нанополимеризации", Журнал технической физики, 2012, том 82, вып. 5, сс. 120-128).
Осуществление этого способа требует значительных временных затрат, обусловленных поточечным облучением полимеризуемого объекта.
Известен способ инициации полимеризации объекта, включающий послойное облучение объекта лазерами в трех взаимно перпендикулярных плоскостях (Shusteff, M., et al., One-step volumetric additive manufacturing of complex polymer structures. Science Advances, 2017. 3 (12): p. eaao5496).
Осуществление этого способа требует немалых временных затрат на послойное облучение полимеризуемого объекта при сохранении в процессе облучения потенциальной возможности схождения лучей в областях, не предназначенных для полимеризации.
Известен способ инициации полимеризации объекта, включающий последовательное облучение участков полимеризуемого объекта в ортогональных плоскостях лучами с разной длиной волны (US 4041476; Regehly, M., et al., "Xolography for linear volumetric 3D printing", Nature, 2020, 588 (7839): p. 620-624).
Осуществление этого способа связано с временными затратами на последовательное облучение участков полимеризуемого объекта, к тому же приводящее к искаженному взаиморасположению фронтальной и боковой проекций полимеризуемого объекта.
Технический результат от использования предлагаемого способа заключается в сокращении времени на инициацию полимеризации объекта и повышении качества его полимеризации.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе инициации полимеризации полимеризационноспособного объекта, включающем облучение объекта волной с несущей частотой в оптическом, в частности световом, ультрафиолетовом или инфракрасном, диапазоне, облучение производят через фазовый транспарант, соответствующий дифракционному рельефу образа объекта, импульсом с мощностью и длительностью, обеспечивающими полимеризацию данного объекта.
Облучение производят прямоугольным импульсом с плоским фронтом волны, что обеспечивает возможность одновременной полимеризации всего объекта без искажений.
Мощность и длительность импульса подбирают в соответствии со свойствами материала объекта.
На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства для осуществления предлагаемого способа.
Устройство содержит лазер 1, формирователь 2 плоского фронта волны, фазовый транспарант 3, после прохождения которого излучение попадает на объект 4, предназначенный для полимеризации.
Способ инициации полимеризации полимеризационноспособного объекта осуществляют следующим образом.
Облучают полимеризационноспособный объект 4 прямоугольным импульсом с несущей частотой в оптическом диапазоне, формируемым лазером 1, последовательно через формирователь 2 и фазовый транспарант 3. В результате инициируется полимеризация объекта 4 в соответствии с требованиями, заданными структурой фазового транспаранта 3.
Структура фазового транспаранта 3 определяется заранее вычисленной голограммой объекта 4. Вычисление голограммы объекта 4 производят следующим образом.
Формируют математическую модель объекта 4 в виде точек, заполняющих его объем и расположенных на расстоянии 0,3-1,0 λ, где λ - длина излучаемой лазером 1 волны.
Совокупность точек модели подвергают преобразованию Френеля, в результате чего получают математическую модель интерференционной картины фронта излучения, являющуюся основой для формирования соответствующей ей голограммы объекта 4.
Claims (2)
1. Способ полимеризации полимеризационноспособного объекта, в первую очередь представляющего собой биоинженерные ткани, включающий облучение объекта волной с несущей частотой в оптическом диапазоне, отличающийся тем, что облучение производят через фазовый транспарант прямоугольным импульсом волной с плоским фронтом с мощностью и длительностью, обеспечивающими полимеризацию данного объекта, полимеризацию объекта проводят облучением лазером, структура которого определена голограммой полимеризуемого объекта, сформированной на основе математической модели с использованием точек, заполняющих его объем и расположенных на расстоянии 0,3-1,0 λ, где λ - длина излучаемой лазером волны, совокупность которых подвергнута преобразованию Френеля.
2. Способ полимеризации полимеризационноспособного объекта по п. 1, отличающийся тем, что облучение объекта производят волной с несущей частотой в оптическом диапазоне, в частности световом, ультрафиолетовом или инфракрасном диапазоне.
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2021120522A RU2021120522A (ru) | 2023-01-12 |
RU2792821C2 true RU2792821C2 (ru) | 2023-03-24 |
Family
ID=
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4041476A (en) * | 1971-07-23 | 1977-08-09 | Wyn Kelly Swainson | Method, medium and apparatus for producing three-dimensional figure product |
SU1446575A1 (ru) * | 1986-06-24 | 1988-12-23 | Предприятие П/Я Р-6348 | Калибратор фазовых сдвигов |
RU2588463C1 (ru) * | 2015-04-24 | 2016-06-27 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Гознак" (Фгуп "Гознак") | Ценный документ, содержащий многослойную полимерную структуру, и способ персонализации ценного документа |
RU2722902C1 (ru) * | 2016-09-01 | 2020-06-04 | Олег Юрьевич Халип | Способ формирования трехмерного изделия из жидкого фотополимера с применением преобразования волнового фронта актиничного излучения и устройство для его осуществления |
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4041476A (en) * | 1971-07-23 | 1977-08-09 | Wyn Kelly Swainson | Method, medium and apparatus for producing three-dimensional figure product |
SU1446575A1 (ru) * | 1986-06-24 | 1988-12-23 | Предприятие П/Я Р-6348 | Калибратор фазовых сдвигов |
RU2588463C1 (ru) * | 2015-04-24 | 2016-06-27 | Федеральное Государственное Унитарное Предприятие "Гознак" (Фгуп "Гознак") | Ценный документ, содержащий многослойную полимерную структуру, и способ персонализации ценного документа |
RU2722902C1 (ru) * | 2016-09-01 | 2020-06-04 | Олег Юрьевич Халип | Способ формирования трехмерного изделия из жидкого фотополимера с применением преобразования волнового фронта актиничного излучения и устройство для его осуществления |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101020149B1 (ko) | 3차원 미세패턴 형성장치 | |
Kessler et al. | Phase conversion of lasers with low-loss distributed phase plates | |
CN104122666B (zh) | 自***光束的产生装置及其产生方法 | |
CN110573291B (zh) | 通过激光光刻制造3d结构的方法及相应的计算机程序产品 | |
US20110100880A1 (en) | Method and Apparatus for Producing Stationary Intense Wave Fields of Arbitrary Shape | |
RU2792821C2 (ru) | Способ моментальной инициации полимеризации объекта | |
CN112540055B (zh) | 一种以Bessel波束为探针的太赫兹叠层成像方法和*** | |
CN103324003B (zh) | 弱光信号的非线性光学放大及其信噪比增强的方法及装置 | |
Kim et al. | Ghost imaging at an XUV free-electron laser | |
Brown et al. | Control of optically generated ultrasound fields using binary amplitude holograms | |
EP4054827A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum bearbeiten eines optisch reaktiven materials | |
Borrego-Varillas et al. | Controlled multibeam supercontinuum generation with a spatial light modulator | |
CN111290108B (zh) | 一种基于宽带光源的反射扫描相干衍射显微成像装置及应用 | |
Lécz et al. | Attospiral generation upon interaction of circularly polarized intense laser pulses with conelike targets | |
Garanin et al. | Self-focusing suppression in a system of two nonlinear media and a spatial filter | |
RU2626734C1 (ru) | Способ изготовления одномерной дифракционной фазовой решетки с синусоидальным профилем | |
RU2646086C1 (ru) | Способ получения трехмерных объектов | |
CN106738924A (zh) | 光全息复杂结构高速增材制造装置及方法 | |
Glendinning et al. | Comparison of Drive-Seeded Modulations in Planar Foils for 0.35 and 0.53 μ m Laser Drive | |
CN206264355U (zh) | 全息超声场面自成型增材制造装置 | |
CN206510439U (zh) | 光全息复杂结构高速增材制造装置 | |
RU2021120522A (ru) | Способ моментальной инициации полимеризации объекта | |
JP2021074900A (ja) | 光造形装置及び造形方法 | |
Er-Rhaimini et al. | Amplitude object reconstruction by stimulated backward Raman scattering in the picosecond range with high efficiency conversion | |
CN111435194A (zh) | 一种调控光场三维空间结构的方法 |