原子級3D打印會帶來一個(gè)怎樣的世界？各位讀者請盡情想象吧！

注：由于南極熊小編編譯能力有限，本文很可能不夠準(zhǔn)確，還望各位讀者多多包涵


John Bashonger（恕南極熊小編無能，查不到這個(gè)人是誰，如有大神知道還請告知，感激不盡）已經(jīng)向我們指出了原子級3D打印頭的方向。在這樣的打印頭中，定制光與單個(gè)原子的相互作用會和單獨(dú)的納米結(jié)構(gòu)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)原子級的精度。

在普朗克研究所（MPI），這種方法是利用光與一個(gè)單獨(dú)的原子配合，或者說是單獨(dú)的納米顆粒。這項(xiàng)研究表明，光可以被耦合到一個(gè)被束縛在拋物面反射鏡中的離子上，然后得到一束高功率的優(yōu)化偏振光。

由Dr. Gerd Leuchs帶領(lǐng)的研究者們表示，因?yàn)閱蝹�(gè)原子、離子和分子形成了組成事物的基礎(chǔ)性“積木”結(jié)構(gòu)，通過與它們光的相互作用，我們才能感覺到由它們組成的 材料，而這是我們有能力操縱它們的關(guān)鍵。

通過研究與光的特殊相互作用，我們可以操縱和構(gòu)建出如同納米結(jié)構(gòu)一般的復(fù)雜物體。這種操縱能夠?yàn)樯�物物理或量子信息處理的潛在�?yīng)用奠定基礎(chǔ)，而且單獨(dú)的納米結(jié)構(gòu)本身也可以作為“積木”構(gòu)成材料。

過程涉及到了能夠精確聚焦的鏡像偏振光的創(chuàng)造。該入射光束具有圓柱對稱性，它的軌跡表現(xiàn)為一條從左到右穿越鏡頭的路徑。聚焦令單個(gè)電場的矢量旋轉(zhuǎn)并指向光軸，然后它們會干涉焦點(diǎn)，從而創(chuàng)造出一個(gè)沿光軸震蕩的電場分量。

最后，我們就得到了一束定制的光。由于時(shí)間的精確分布，光強(qiáng)度的空間分布和電場的極化矢量或方向，它能夠在之后聚焦到目標(biāo)物體上時(shí)被壓縮到比光的波長還要小的尺寸。

一個(gè)徑向偏振環(huán)聚焦于一個(gè)拋物面反射鏡，在實(shí)驗(yàn)中，研究者們利用這種定制的徑向偏振模式產(chǎn)生了一個(gè)低至98%的理想場分布。

這項(xiàng)工作使用了一個(gè)單獨(dú)帶電的鐿離子作為原子，這個(gè)離子能夠被精確定位，甚至可以通過使用電極分布和交流電被困在不同的周期。離子陷阱被研發(fā)用于創(chuàng)造能有效地以最小干擾從聚焦光束中的跟蹤離子的拋物鏡幾何體。

MPI表示，該方法已經(jīng)成功地應(yīng)用于對納米結(jié)構(gòu)和納米級物體的研究，以最終創(chuàng)造出具有非凡性質(zhì)的材料。這也許意味著，通過被激光束縛住的原子，我們有可能制造出有著原子級精度的3D打印頭。借助人工材料，光可以被引導(dǎo)環(huán)繞物體，而且相關(guān)反應(yīng)能夠被抑制從而生成一個(gè)納米燈塔。研究者們表示這樣的光源將使得在光網(wǎng)絡(luò)內(nèi)對光傳輸?shù)母呔�度控制成為可能�?br /> via 3dprint