Hong Kong Polytechnic University (PolyU) har utvecklat en ny mikropräglingsanordning för tillverkning av precisionsglaslinser med hög bildkvalitet. Linserna har den upplösning som krävs för toppmoderna optiska instrument och enheter inom olika områden inklusive astronomi, nationellt försvar, medicinsk skanning, och konsumentprodukter som kameror och mobiltelefoner. Uppfinningen kan prägla ultraexakta optiska mikrostrukturer i glas på ett miljövänligt sätt, sparar el med 60 gånger och minskar tillverkningskostnaderna med två tredjedelar jämfört med konventionella maskiner.

Optiska komponenter av glas är svåra att tillverka eftersom de kräver en mycket högre formningstemperatur och extremt svårbearbetade hårdmetallmaterial för att tillverka formen. Det är också svårt att prägla optiska element i mikro- och nanoskala med mikrostrukturer i mikronstorlek. Dock, med ökande efterfrågan på kraftfulla linser av liten storlek och hög upplösning i avancerade optiska system, det har funnits ett växande behov av optiskt glas för att ersätta optiska polymerer, som har mycket lägre transmittans. Med en DVD-optisk pickup-lins med hög upplösning som exempel, funktionsstorleken är så liten som 0,9 mikron. Konventionella litografimetoder som används för massproduktion resulterar i höga produktkostnader, ändå har den producerade linsen mycket lägre precision än de som erhålls från formning eller prägling. I dag, Kina har den högsta produktionen av optiska linser i världen. Än, på grund av tekniska begränsningar för att producera avancerade linser, dess totala marknadsvärde är fortfarande lägre än i Europa och Japan.

Forskargruppen ledd av professor LEE Wing Bun och Dr. LI Lihua från PolyU:s institution för industri- och systemteknik har antagit en ny formningsdesign med grafenliknande beläggning och egenutvecklad värmeteknik för att producera mikropräglingsutrustningen för att producera mikron- nivå mikrostrukturella optiska komponenter i glas. Jämfört med konventionella skrymmande infraröda värmeapparater med hög energiförbrukning, den nya tekniken är mer miljövänlig och kostnadseffektiv.

Användningen av en grafenliknande beläggning kan värma upp det optiska glaset exakt och snabbt med låg energiförbrukning, samtidigt som termisk expansion och deformation av formen reduceras. Styr- och övervakningsmjukvaran kan också ge omedelbara onlineavläsningar av temperaturen för att möjliggöra finjustering och justering av processparametrarna, och därmed förkorta cykeltiden. Sådana nya funktioner gör det möjligt att spara el med upp till 60 gånger, jämfört med konventionella infraröda maskiner, och sänka tillverkningskostnaden med två tredjedelar. Eftersom det är ett elektriskt ledande material med höga nötningsegenskaper, grafen möjliggör även smidig avtagning av glasarbetsstycket från formen efter präglingsprocessen. Vidare, mönster i mikronskala kan replikeras på glassubstratet.

Den nya präglingsutrustningen har breda tillämpningar i opto-elektroniska produkter, inklusive mikrolinser för mobiltelefoner, kameralinser, DVD pickup linser, mikro skyttel linser, f-theta linser för laserskrivare, projektions-tv-förstoringsglas, optisk kommunikation V Rännor substrat, micro-lins arrays (MLAs), och Fresnel-linser för att samla in och spåra solenergi. I ljusfältsoptik, de nya applikationerna med stor potential inkluderar 3D-kamerahuvuden, tredimensionella robotsynssystem, samt objektiv för långdistansfotografering, detektering av drönare på låg höjd och säkerhetsövervakning.