Ett stort tekniskt framsteg inom området höghastighets strålskanningsenheter har ökat hastigheten för 2-D och 3-D-utskrift med upp till 1000 gånger, enligt forskare vid Penn State's College of Engineering.

Med hjälp av en rymdladdningsstyrd KTN-stråledeflektor-en sorts kristall av kaliumtantalat och kaliumniobat-med en stor elektrooptisk effekt, forskare har funnit att skanning med mycket högre hastighet är möjlig.

"I grund och botten, när kristallmaterialet appliceras på ett elektriskt fält, de genererar enhetliga reflekterande fördelningar, som kan avleda en inkommande ljusstråle, "sa Shizhuo Yin, professor i elektroteknik vid skolan för elektroteknik och datavetenskap. "Vi genomförde en systematisk studie av indikationer på hastighet och fick reda på att fasövergången för det elektriska fältet är en av de begränsande faktorerna."

För att övervinna denna fråga, Yin och hans team av forskare, Penn State doktorander Wenbin Zhu, Ju-Hung Chao, Chang-Jiang Chen och Robert Hoffman från Army Research Laboratory i Maryland, eliminerade den elektriska fältinducerade fasövergången i en nanodisordrerad KTN-kristall genom att få den att fungera vid en högre temperatur. De gick inte bara utöver Curie -temperaturen (temperaturen där vissa material förlorar sina magnetiska egenskaper, ersatt av inducerad magnetism), de gick bortom den kritiska slutpunkten (där en vätska och dess ånga kan samexistera).

Detta ökade skanningshastigheten från mikrosekundintervallet till nanosekundregimen och förbättrade höghastighetsavbildning, bredband optisk kommunikation, och ultrasnabb laserdisplay och utskrift.

Gruppens resultat publicerades i september i ett nummer av Vetenskapliga rapporter , en brittisk tvärvetenskaplig tidskrift.

Yin sa att teknik som denna skulle vara särskilt meningsfull i den medicinska industrin-höghastighetsavbildning skulle nu ske i realtid. Till exempel, optiker som använder ett icke-invasivt avbildningstest som använder ljusvågor för att ta tvärsnittsbilder av en persons näthinna, skulle kunna ha en 3D-bild av deras patienters näthinnor när de utför operationen, så att de kan se vad som behöver korrigeras under proceduren.

Yin tillade att denna forskning kan gynna alla, genom att något som skrivs ut i 3D som en gång tog en timme nu skulle ta sekunder, och 20, 000 sidor som skrivs ut i 2D skulle ta en minut.