CN109571931A - 用于光敏3d打印的点云光源空间光电调制器件 - Google Patents

用于光敏3d打印的点云光源空间光电调制器件 Download PDF

Info

Publication number
CN109571931A
CN109571931A CN201811142907.6A CN201811142907A CN109571931A CN 109571931 A CN109571931 A CN 109571931A CN 201811142907 A CN201811142907 A CN 201811142907A CN 109571931 A CN109571931 A CN 109571931A
Authority
CN
China
Prior art keywords
annular electrode
photocathode
image
mgzno
printing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201811142907.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109571931B (zh
Inventor
母宁
母一宁
刘春阳
樊海波
张拓
王帅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Changchun Ziwei City Photoelectric Technology LLC
Nanjing Ziyu Photoelectric Technology Co Ltd
Changchun University of Science and Technology
Original Assignee
Changchun Ziwei City Photoelectric Technology LLC
Nanjing Ziyu Photoelectric Technology Co Ltd
Changchun University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Changchun Ziwei City Photoelectric Technology LLC, Nanjing Ziyu Photoelectric Technology Co Ltd, Changchun University of Science and Technology filed Critical Changchun Ziwei City Photoelectric Technology LLC
Priority to CN201811142907.6A priority Critical patent/CN109571931B/zh
Publication of CN109571931A publication Critical patent/CN109571931A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109571931B publication Critical patent/CN109571931B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10—Processes of additive manufacturing
    • B29C64/106—Processes of additive manufacturing using only liquids or viscous materials, e.g. depositing a continuous bead of viscous material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00—Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/20—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)

Abstract

用于光敏3D打印的点云光源空间光电调制器件属于3D打印技术领域。在本发明中，LED屏、波导光纤锥、光电阴极、微通道板、MgZnO发光层、中继透镜依次同轴排列，第一环形电极位于光电阴极衬底背面，第二环形电极、第三环形电极分别位于微通道板的入射端面、出射端面，金属膜阳极位于MgZnO发光层入射一侧；由LED屏发出可见光单色空间光学图像，并由波导光纤锥将其成像在光电阴极上，再由光电阴极将其转换为光电子图像，在第一环形电极、第二环形电极、第三环形电极、金属膜阳极之间依次产生耦合电场、倍增电场、轰击电场，由微通道板增强所述光电子图像，由MgZnO发光层将所述光电子图像变像为紫外光子图像，由中继透镜将所述紫外光子图像成像为光固化成型图像。

Description

用于光敏3D打印的点云光源空间光电调制器件
技术领域
本发明涉及一种用于光敏3D打印的点云光源空间光电调制器件，先将点云光源调制为光电子图像，并以电子倍增方式使其增强，最后将其调制为紫外光子图像，属于3D打印技术领域。
背景技术
光固化成型技术是3D打印技术中的一种常规技术。所谓光固化成型是指利用液态光敏树脂在紫外光照射下发生聚合反应的特点，按照待成型物体截面图形照射液态光敏树脂，使其固化成型。围绕该技术主题申请专利的技术方案涉及到打印系统结构和打印方式，其中有一类为采用LCD(液晶显示)的光固化成型技术。这类方案具有DLP技术(数字光处理)的单层固化时间短的特点，同时不存在SLA(立体光刻成型)因机械振动带来的DMD镜片偏转误差。例如，专利申请公开号为CN104669619A的专利文献给出了一种名称为“光固化型3D打印设备及其成像系统”方案，以及专利申请公开号为CN106363908A的专利文献给出了名称为“一种光固化3D打印机的光学成像系统”方案，在这些方案中，由紫外LED阵列作为点云光源，照射同轴的LCD芯片上，由LCD芯片发出高分辨率的图像，再由投影镜头将图像缩聚并成像到液态光敏树脂成型层上，逐层实现光固化成型，完成待成型物体的3D打印。然而，该类方案的光能利用率较低，如果一味提高紫外LED阵列发光强度，由于LCD芯片的紫外吸收，会影响LCD芯片的光稳定性和使用寿命，如果图像强度偏低，不利于液态光敏树脂的快速聚合固化，降低3D打印成型速度。
发明内容
为了提高3D打印图像分辨率和强度，提高3D打印成型速度，我们发明了一种用于光敏3D打印的点云光源空间光电调制器件。
本发明之用于光敏3D打印的点云光源空间光电调制器件其特征在于，LED屏1、波导光纤锥2、光电阴极3、微通道板4、MgZnO发光层5、中继透镜6依次同轴排列，如图1所示，第一环形电极7位于光电阴极衬底8背面，第二环形电极9、第三环形电极10分别位于微通道板4的入射端面、出射端面，金属膜阳极11位于MgZnO发光层5入射一侧；由LED屏1发出可见光单色空间光学图像，由波导光纤锥2将所述可见光单色空间光学图像成像在光电阴极3上，由光电阴极3将所述可见光单色空间光学图像转换为光电子图像，由第一环形电极7与第二环形电极9产生耦合电场，由第二环形电极9与第三环形电极10产生倍增电场，由微通道板4增强所述光电子图像，由第三环形电极10与金属膜阳极11产生轰击电场，由MgZnO发光层5将得到增强了的所述光电子图像变像为紫外光子图像，由中继透镜6将所述紫外光子图像成像为光固化成型图像。
可见，本发明其技术效果在于，由计算机根据待成型物体的数字模型文件生成若干幅截面图形，由LED屏1将所述截面图形显示为可见光单色空间光学图像，所述可见光单色空间光学图像相当于一个点云光源；由波导光纤锥2将所述可见光单色空间光学图像成像在光电阴极3上，由光电阴极3基于外光电效应将所述可见光单色空间光学图像转换为光电子图像，实现光电变像，完成点云光源的一次调制；在耦合电场作用下，所述光电子图像耦合到微通道板4的入射端面，在倍增电场作用下，由微通道板4增强所述光电子图像并自微通道板4的出射端面输出，所述光电子图像在通过微通道板4的过程中，在每一个光纤微通道内，每个光电子经过不断的撞击，激射出约10000个电子，并保持光电子图像的空间分布信息不丢失；在轰击电场作用下，得到增强了的所述光电子图像轰击MgZnO发光层5，由MgZnO发光层5将得到增强了的所述光电子图像变像为紫外光子图像，完成点云光源的二次调制；再由中继透镜6将所述紫外光子图像成像为光固化成型图像，并照射在打印区12，如图1所示，完成一层液态光敏树脂成型层的聚合固化，如此逐层固化成型，最终完成待成型物体的3D打印。本发明中的LED屏1具有较高的图像分辨率，在具体实施方式中采用的OLED屏其图像分辨率更是高达4K，之后的波导光纤锥2、微通道板4都能够保持这一分辨率，降低待成型物体表面粗糙度，避免待成型物体表面走向发生偏离，实现高质量光敏3D打印。再有，虽然由LED屏1显示的可见光单色空间光学图像强度较弱，但是，通过光电倍增器件微通道板4之后，对应的光电子图像得到大幅增强，在高压轰击电场作用下，作为一种激射泵浦源，使MgZnO发光层5发生紫外激射，得到高功率紫外光子图像，实现可见紫外变像，而高功率紫外光子图像能够使液态光敏树脂快速聚合固化，从而明显提高3D打印成型速度。
与现有技术相比，本发明采用LED屏1产生原始的高分辨率打印图像，采用微通道板4增强打印图像，采用MgZnO发光层5实现打印图像的紫外变像，并未使用紫外LED阵列和LCD芯片这样一类的器件，避免光稳定性和使用寿命这样一类技术问题的出现。
附图说明
图1是本发明之用于光敏3D打印的点云光源空间光电调制器件结构及与打印区位置关系示意图，该图同时作为摘要附图。
具体实施方式
本发明之用于光敏3D打印的点云光源空间光电调制器件其具体实施方式如下所述。
LED屏1、波导光纤锥2、光电阴极3、微通道板4、MgZnO发光层5、中继透镜6依次同轴排列，如图1所示。
LED屏1选用OLED，其显示屏长宽尺寸为100mm×100mm，厚度为0.88mm，图像分辨率为4K。波导光纤锥2的光纤直径为5μm，大端分辨率为40lp/mm，小端分辨率为120lp/mm。光电阴极3为透射式光电阴极，厚度为0.5mm，直径为60mm，光电材料为锑化铯(Cs3Sb)，对可见光具有高灵敏度。微通道板4直径为60mm，厚度为0.48mm，光纤微通道孔径为5μm。光电阴极3与微通道板4间距为1mm。
第一环形电极7位于光电阴极衬底8背面，第二环形电极9、第三环形电极10分别位于微通道板4的入射端面、出射端面，金属膜阳极11位于MgZnO发光层5入射一侧。
第一环形电极7、第二环形电极9以及第三环形电极10为铜电极，外径为60mm，内径为50mm，厚度为0.5mm。光电阴极3蒸镀在光电阴极衬底8上，光电阴极衬底8材质为具有高可见光透过率的平板光学玻璃。金属膜阳极11为铝膜阳极，厚度为10nm。MgZnO发光层5为立方相MgZnO合金薄膜，生长在石英衬底13上，如图1所示，作为一种低阈值、高效率深紫外激光原型器件。
第一环形电极7与第二环形电极9之间的电压为150V，第二环形电极9与第三环形电极10之间的电压为1000V，第三环形电极10与金属膜阳极11之间的电压为5000V。
由LED屏1发出可见光单色空间光学图像，由波导光纤锥2将所述可见光单色空间光学图像成像在光电阴极3上，由光电阴极3将所述可见光单色空间光学图像转换为光电子图像，由第一环形电极7与第二环形电极9产生耦合电场，由第二环形电极9与第三环形电极10产生倍增电场，由微通道板4增强所述光电子图像，由第三环形电极10与金属膜阳极11产生轰击电场，由MgZnO发光层5将得到增强了的所述光电子图像变像为紫外光子图像，由中继透镜6将所述紫外光子图像成像为光固化成型图像。

Claims (3)

1.一种用于光敏3D打印的点云光源空间光电调制器件，其特征在于，LED屏(1)、波导光纤锥(2)、光电阴极(3)、微通道板(4)、MgZnO发光层(5)、中继透镜(6)依次同轴排列，第一环形电极(7)位于光电阴极衬底(8)背面，第二环形电极(9)、第三环形电极(10)分别位于微通道板(4)的入射端面、出射端面，金属膜阳极(11)位于MgZnO发光层(5)入射一侧；由LED屏(1)发出可见光单色空间光学图像，由波导光纤锥(2)将所述可见光单色空间光学图像成像在光电阴极(3)上，由光电阴极(3)将所述可见光单色空间光学图像转换为光电子图像，由第一环形电极(7)与第二环形电极(9)产生耦合电场，由第二环形电极(9)与第三环形电极(10)产生倍增电场，由微通道板(4)增强所述光电子图像，由第三环形电极(10)与金属膜阳极(11)产生轰击电场，由MgZnO发光层(5)将得到增强了的所述光电子图像变像为紫外光子图像，由中继透镜(6)将所述紫外光子图像成像为光固化成型图像。
2.根据权利要求1所述的用于光敏3D打印的点云光源空间光电调制器件，其特征在于，LED屏(1)选用OLED，其显示屏长宽尺寸为100mm×100mm，厚度为0.88mm，图像分辨率为4K；波导光纤锥(2)的光纤直径为5μm，大端分辨率为40lp/mm，小端分辨率为120lp/mm；光电阴极(3)为透射式光电阴极，厚度为0.5mm，直径为60mm，光电材料为锑化铯；微通道板(4)直径为60mm，厚度为0.48mm，光纤微通道孔径为5μm；光电阴极(3)与微通道板(4)间距为1mm；第一环形电极(7)、第二环形电极(9)以及第三环形电极(10)为铜电极，外径为60mm，内径为50mm，厚度为0.5mm；光电阴极(3)蒸镀在光电阴极衬底(8)上，光电阴极衬底(8)材质为具有高可见光透过率的平板光学玻璃；金属膜阳极(11)为铝膜阳极，厚度为10nm；MgZnO发光层(5)为立方相MgZnO合金薄膜，生长在石英衬底(13)上。
3.根据权利要求1所述的用于光敏3D打印的点云光源空间光电调制器件，其特征在于，第一环形电极(7)与第二环形电极(9)之间的电压为150V，第二环形电极(9)与第三环形电极(10)之间的电压为1000V，第三环形电极(10)与金属膜阳极(11)之间的电压为5000V。
CN201811142907.6A 2018-09-28 2018-09-28 用于光敏3d打印的点云光源空间光电调制器件 Active CN109571931B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811142907.6A CN109571931B (zh) 2018-09-28 2018-09-28 用于光敏3d打印的点云光源空间光电调制器件

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811142907.6A CN109571931B (zh) 2018-09-28 2018-09-28 用于光敏3d打印的点云光源空间光电调制器件

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109571931A true CN109571931A (zh) 2019-04-05
CN109571931B CN109571931B (zh) 2021-04-20

Family

ID=65920110

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811142907.6A Active CN109571931B (zh) 2018-09-28 2018-09-28 用于光敏3d打印的点云光源空间光电调制器件

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109571931B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113619112A (zh) * 2021-08-25 2021-11-09 北京京东方技术开发有限公司 光固化3d打印装置和光固化3d打印方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN204537983U (zh) * 2015-03-05 2015-08-05 成都龙腾中远信息技术有限公司 一种新型的用于3d打印技术的图像增益设备
CN105372572A (zh) * 2015-11-19 2016-03-02 北方夜视技术股份有限公司 一种级联微通道板的增益测量装置及方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN204537983U (zh) * 2015-03-05 2015-08-05 成都龙腾中远信息技术有限公司 一种新型的用于3d打印技术的图像增益设备
CN105372572A (zh) * 2015-11-19 2016-03-02 北方夜视技术股份有限公司 一种级联微通道板的增益测量装置及方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
程宏昌等: ""双微通道板紫外像增强器工作特性研究"", 《真空科学与技术学报》 *
赵馨等: ""具有自动增益调整功能的光斑实时检测技术"", 《光电工程》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113619112A (zh) * 2021-08-25 2021-11-09 北京京东方技术开发有限公司 光固化3d打印装置和光固化3d打印方法
CN113619112B (zh) * 2021-08-25 2024-01-16 北京京东方技术开发有限公司 光固化3d打印装置和光固化3d打印方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109571931B (zh) 2021-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6544677B2 (ja) 蛍光体ホイール及びそれを用いた光源装置並びに投写型表示装置
JP6890470B2 (ja) フォトルミネセンス表示装置およびその製造方法
CN109532012A (zh) 基于光固化的3d打印系统及方法
US7993801B2 (en) Multilayer active mask lithography
CN1818769A (zh) 空间光调制装置及图像显示装置
JP6775176B2 (ja) 蛍光体ホイール及びそれを用いた光源装置並びに光投影装置
WO2012137583A1 (ja) 光学素子、カラーホイール、照明装置および投射型表示装置
JP2017157488A (ja) 光学装置、光源装置及び投影装置
CN109571931A (zh) 用于光敏3d打印的点云光源空间光电调制器件
CN101493650A (zh) 微透镜制造方法和固态图像传感器制造方法
JPWO2004039595A1 (ja) 画像書込装置の光源、及び光源の製造方法
JP5055927B2 (ja) 発光部及び印刷装置
JP3217457U (ja) 量子ドットバックライトモジュール及び表示装置
US5543862A (en) Video display and image intensifier system
US2521571A (en) Projection screen
US10353122B2 (en) Display device and fabricating method thereof
CN211528196U (zh) 太赫兹成像系统
US10371828B2 (en) Scintillator using semiconductor quantum dots, manufacturing method thereof, and digital image diagnostic system employing the same
CN111679540A (zh) 一种投影装置
KR100884131B1 (ko) 광방출 소자, 그 제조방법 및 광방출 소자를 이용한 노광장치
CN110865032A (zh) 太赫兹成像系统
JP2000180960A (ja) 表示装置
JP4967693B2 (ja) 発光装置及び印刷装置
JP2011003339A (ja) 有機ｅｌ装置、および電子機器
JPH06303625A (ja) 表示装置及び蛍光スクリーンの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant