本发明专利技术涉及光照射方法、光吸收材料附着装置及其相关方法和装置。提供了用于利用具有可被光吸收材料吸收的波长的光束照射光吸收材料的光照射方法，包括：通过汽化区域中的高于或等于外部压力的压力向光吸收材料施加能够使光吸收材料飞行的能量，其中汽化区域以围绕光轴的方式存在于透明体和光吸收材料之间的界面处。还提供了飞行体产生方法，包括：用激光束照射基体材料的与之上设置有光吸收材料的表面相对的表面，以使光吸收材料在激光束的发射方向上飞行，其中在基体材料与光吸收材料之间的界面处沿激光束照射的区域的外周产生压力高于或等于外部压力的汽化区域。力高于或等于外部压力的汽化区域。力高于或等于外部压力的汽化区域。
【技术实现步骤摘要】
光照射方法、光吸收材料附着装置及其相关方法和装置
[0001]本公开涉及光照射方法、光吸收材料附着装置、飞行体产生方法和装置、成像方法、和三维物体生产方法。
技术介绍
[0002]因为成像装置可以使墨滴飞行到期望的位置，所以最近已经对成像装置在生产三维物体的3D打印机领域以及在通过印刷技术生产电子零件的印刷电子领域的应用进行了研究。
[0003]具体地，存在对使各种材料(不仅现有图像成形中使用的低粘度油墨)精确飞行到期望位置的需要，并且已经提出了各种成像装置。
[0004]例如，一种提出的方法使通过激光照射而蒸发的油墨飞行(例如，参见日本未审查专利申请公开号08
‑
072252)。
[0005]例如，提出的激光诱导的向前转移(LIFT)方法使用光学涡旋激光(例如，参见国际公开号WO2016/136722)。LIFT方法在(供体)基底上形成转移目标材料(下文可以成为飞行目标)的膜(层)，并用激光照射该飞行目标的膜(层)以使该飞行目标飞行并使该飞行目标定位在与飞行目标相对设置的接收体基底的期望位置。LIFT方法提供诸如三维打印、用于太阳能电池的印刷电子仪器、生物材料打印、和功能打印等应用(例如，参见，P.Serra和A.Pique,“Laser
‑
induced forward transfer:Fundamentals and applications,”Adv.Mater.Technol.4,(2019)1800099)。
技术实现思路
[0006]根据本公开的方面，用于利用具有可被光吸收材料吸收的波长的光束照射用于吸收光的光吸收材料的光照射方法包括通过汽化区域中的高于或等于外部压力的压力向光吸收材料施加能量，该能量能够使光吸收材料飞行，其中汽化区域以该汽化区域围绕光轴的方式存在于透明体和光吸收材料之间的界面处。
附图说明
[0007]图1A是图解用于描述本公开的飞行体产生方法的实例的概念视图；
[0008]图1B是图解用于描述本公开的飞行体产生方法的另一实例的概念视图；
[0009]图1C是图解用于描述本公开的飞行体产生方法的另一实例的概念视图；
[0010]图1D是图解用于描述本公开的飞行体产生方法的另一实例的概念视图；
[0011]图2A是图解当轴锥透镜被用作环形激光束变换单元时的实例的示例性视图；
[0012]图2B是图解当图2A中的第二轴锥透镜和聚光透镜被用作环形激光束变换单元时的实例的示例性视图；
[0013]图2C是图解当图2B中的轴锥透镜被改变为衍射光学元件(DOE)时的实例的示例性视图；
[0014]图2D是图解当用单激光束照射图2C中的DOE时的实例的示例性透视图；
[0015]图2E是图解当用多个激光束照射图2D中的一个DOE时的实例的示例性透视图；
[0016]图2F是图解当图2C中的DOE被改变为液晶相位转换元件(SLM)时的实例的示例性透视图；
[0017]图2G是图解当反射式液晶相位调制元件和棱镜结合在一起作为液晶相位调制元件(SLM)时的实例的示例性视图；
[0018]图3A是图解本公开中的激光强度分布的实例的示例性图；
[0019]图3B是图解在与图3A中的激光发射方向正交的方向上平面内激光强度分布的测量结果的实例的图；
[0020]图3C是图解本公开中的激光强度分布的另一实例的示例性图；
[0021]图3D是图解在与图3C中的激光发射方向正交的方向上平面内激光强度分布的测量结果的实例的图；
[0022]图4是基于吸收率差异描绘光吸收材料的薄膜中上升的温度的实例的图表；
[0023]图5A是图解当拉盖尔
‑
高斯光束指数L和锥形波前高度指数H叠加时的曝光强度分布的实例的图；
[0024]图5B是描绘激光束内径和飞行体的尺寸(液滴直径)之间的关系的实例的图表；
[0025]图5C是描绘照射能量和飞行体的尺寸(液滴直径)之间的关系的实例的图表；
[0026]图6A是图解激光束放大率变化单元的实例的视图；
[0027]图6B是图解激光束放大率变化单元的另一实例的图；
[0028]图7A是图解相位分布转换单元的实例的视图；
[0029]图7B是图解相位分布转换单元的实例的视图；
[0030]图8是描绘光吸收材料的温度和粘度之间的关系的实例的图表；
[0031]图9A是图解飞行体的体积和光吸收材料的平均厚度之间的关系的实例的图；
[0032]图9B是图解飞行体的体积和光吸收材料的平均厚度之间的关系的另一实例的图；
[0033]图9C是图解飞行体的体积和光吸收材料的平均厚度之间的关系的实例的图；
[0034]图9D是描绘飞行体的体积和光吸收材料的平均厚度之间的关系的实例的图表；
[0035]图10是描绘光吸收材料的静态表面张力和飞行体的体积之间的关系的实例的图表；
[0036]图11A是图解本公开的飞行体产生装置的实例的示例性视图；
[0037]图11B是图解本公开的飞行体产生装置的另一实例的示例性视图；
[0038]图11C是图解本公开的飞行体产生装置的另一实例的示例性视图；
[0039]图12A是图解本公开的飞行体产生装置的另一实例的示例性视图；
[0040]图12B是图解本公开的飞行体产生装置的另一实例的示例性视图；
[0041]图13是图解光吸收材料进料单元的实例的示例性视图；
[0042]图14是图解本公开的三维物体生产装置的实例的示例性视图；
[0043]图15A是图解实施例1中的结果的实例的图像；
[0044]图15B是图解实施例1中的结果的另一实例的图像；
[0045]图15C是描绘实施例1中的结果的另一实例的图表；
[0046]图16是图解比较实施例1中的结果的实例的图像；
[0047]图17是图解比较实施例2中的结果的实例的图像；
[0048]图18A是图解实施例2中的结果的实例的图像；
[0049]图18B是描绘实施例2中的结果的实例的图表；和
[0050]图19是图解参考实施例中结果的实例的图像。
具体实施方式
[0051](光照射方法和光吸收材料附着装置)
[0052]本公开的光照射方法是用于利用具有可被光吸收材料吸收的波长的光束照射用于吸收光的光吸收材料的方法，并且包括通过汽化区域中的高于或等于外部压力的压力向光吸收材料施加能量，该能量能够使光吸收材料飞行，其中汽化区域以汽化区域围绕光轴的方式存在于透明体和光吸收材料之间的界面处。光照射方法根据需要进一步包括其他步骤。
[0053]本公开的光吸收材料附着装置包括用于吸收光的光吸收材料，配置为利用具有可被光吸收材料吸收的波长的光束照射光吸收材料的单元，和配置为转换入射激光束波前本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.利用具有可被光吸收材料吸收的波长的光束照射用于吸收光的所述光吸收材料的光照射方法，所述光照射方法包括：通过汽化区域中的高于或等于外部压力的压力向所述光吸收材料施加能够使所述光吸收材料飞行的能量，其中所述汽化区域以所述汽化区域围绕光轴的方式存在于透明体和所述光吸收材料之间的界面处。2.根据权利要求1所述的光照射方法，进一步包括：通过向所述光吸收材料添加表面调节剂使所述光吸收材料的液滴量变小，以降低所述光吸收材料的表面张力并使所述光吸收材料以适合量的液滴形式飞行并降落在附着目标上。3.根据权利要求1或2所述的光照射方法，进一步包括：利用小于引起所述光吸收材料汽化的能量密度的能量照射所述光轴上的所述光吸收材料，其中在所述光轴上不存在汽化区域。4.根据权利要求1至3中任一项所述的光照射方法,其中围绕所述光束的光轴的光束轮廓的内直径为20微米或更大但90微米或更小。5.根据权利要求1至4中任一项所述的光照射方法，进一步包括：使用所述光吸收材料以引起朝向所述光轴的汽化压力，所述光吸收材料的粘度通过光照射降低。6.根据权利要求1至5中任一项所述的光照射方法，进一步包括：用使所述光吸收材料的与光照射的面相对的背面处的能量密度低于引起所述光吸收材料汽化的能量密度的能量照射所述光吸收材料。7.光吸收材料附着装置，其包括配置为利用具有可被所述光吸收材料吸收的波长的光束照射用于吸收光的所述光吸收材料的单元；和配置为转换所述光束的入射激光束波前的相位分布的单元，以转换至期望的光束轮廓，其中压力高于或等于外部压力的汽化区域以所述汽化区域围绕光轴的方式存在于透明体和所述光吸收材料之间的界面处，和其中所述光吸收材料附着装置通过所述汽化区域的压力将能够使所述光吸收材料飞行的能量施加至所述光吸收材料，以使所述光吸收材料降落在间隔至少0.5mm或更大的附着目标上。8...
【专利技术属性】
技术研发人员：须原浩之，青户淳，
申请(专利权)人：株式会社理光，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。