用噴墨打印機制造芯片 利用率大大提升

材料牛注：傳統制造激光芯片的方法是通過高速旋轉使得原材料均勻平鋪開來，但這樣的方法成本高、能效低，材料利用率只有2%。近日，科學家們研究出了一種新的方法，通過噴墨打印機來制造激光芯片，這就使得材料利用率大大提升，同時有效節約了成本。

來自匈牙利和法國的科學家們近日研發出一種激光芯片，這種芯片是通過噴墨打印機使用有機材料制造而成的。極低的制造成本使得這種芯片成為性價比極高的舊損件的替換品。

有機激光器

激光器是由激光源、光學共振器和增益介質組成的，其中增益介質的作用是改變光波的波長以及產生窄的紅光束。在有機激光器中，增益介質是由碳基材料制成的。盡管這種材料可以覆蓋的光波長范圍較廣，但是該材料衰減也很快。

研究人員認為，讓有機激光器繼續發展的唯一途徑就是使其制造成本下降。

制造激光芯片最常用的方法就是，在高速旋轉中使染料溶液均勻地鋪開形成一層薄膜。但是，高速旋轉常常造成逸散和損耗，使得只有2%的溶液得到了有效利用。

研究人員稱，相較于傳統方法，他們的發明最大的優勢是極高的性價比。通過使用噴墨打印機，溶液被準確地注入到材料中，從而不損失任何原材料。

來自法國圣埃蒂安高等礦業學院微電子系的一名副教授，同時也是研究的第一作者Sébastien Sanau說，使用噴墨打印機制造激光芯片對于保護裝置、實驗室或材料的特殊性沒有任何要求。

Sanaur說，通過壓電噴墨印刷，在任何地點、任何時候都可以進行打印，并且浪費一點原材料。

為了打印激光染料，研究人員需要把燃料和油墨混合。研究人員拿商業銷售的油墨和染料進行混合嘗試，發現EMD6415擁有最適合的光學和打印性質。該混合溶液被打印在一個干凈的石英板上，像素為0.08平方英寸。激光芯片被放置于兩個鏡子之間，把光反射通過增益介質。入射光是由另外一臺激光器（即激光源）提供的。激光源可以把光由黃色變為深紅色。

激光器的應用

來自圣安德魯斯大學物理和天文系的教授、有機激光器專家Graham Turnbull（他并不是該研究小組的成員）說，廉價的激光芯片有多重應用。

Turnbull說，激光器在未來可以作為化學研究的一次性光源，如醫學篩選或污染監控。

來自蒙特利爾綜合理工學校工程物理學院的助理教授Stéphane Kéna-Cohen評論道，可調節有機芯片的發明使得整個可見光譜都可以被覆蓋到。但是Kéna-Cohen也表示，有機激光器仍然需要外界提供高能量激光。如果激光源可以電學激發或使用能量節約型的LED，這將會是一個具有實際意義的突破性進展。

論文地址：Inkjet-printed vertically emitting solid-state organic lasers

感謝材料人編輯部丁菲菲提供素材。

原文鏈接：http://www.techtimes.com/articles/155901/20160505/these-efficient-inkjet-printed-lasers-are-disposable-and-quite-cheap.htm