Teknik polimerisasi dua-foton baru telah dikembangkan oleh para ilmuwan di Universitas Purdue di Amerika Serikat. Teknologi ini secara cerdik menggabungkan dua laser, dengan bantuan teknologi pencetakan 3D, dalam kasus daya laser femtodetik berkurang hingga 50 persen, mencetak struktur 3D beresolusi tinggi yang kompleks. Ini membantu mengurangi biaya proses pencetakan 3D beresolusi tinggi, sehingga semakin memperluas jangkauan aplikasi. Makalah penelitian ini diterbitkan dalam edisi terbaru jurnal Optics Express.
Polimerisasi dua-foton merupakan teknologi manufaktur aditif canggih yang berfokus pada penggunaan laser femtodetik untuk mencetak material dalam 3D yang presisi. Meskipun teknologi ini sangat baik dalam menciptakan struktur mikro beresolusi tinggi, biayanya yang tinggi menjadi kendala bagi penggunaannya secara luas.
Mengingat hal ini, tim tersebut secara kreatif menggabungkan laser berbiaya relatif rendah yang memancarkan cahaya tampak dengan laser femtodetik yang memancarkan pulsa inframerah, sehingga mengurangi daya laser femtodetik hingga 50 persen. Pendekatan inovatif ini secara efektif mengurangi biaya pencetakan komponen individual.
Metode baru ini menggabungkan penyerapan foton tunggal dari laser nanodetik 532-nanometer dengan pendekatan penyerapan dua foton dari laser femtodetik 800-nanometer. Untuk mencapai keseimbangan optimal antara kedua pencetakan laser, tim juga membangun model matematika baru untuk mendapatkan pemahaman yang lebih mendalam tentang proses fotokimia yang terlibat dan untuk menghitung secara akurat efek sinergis dari proses eksitasi dua foton dan satu foton, sehingga memastikan bahwa hasil pencetakan yang ideal masih dapat dicapai pada daya laser femtodetik yang lebih rendah.
Hasil eksperimen menunjukkan bahwa untuk struktur 2D, metode baru ini mengurangi daya yang dibutuhkan oleh laser femtodetik hingga 80 persen; untuk struktur 3D, daya berkurang sekitar 50 persen.
Tim tersebut mengatakan bahwa teknologi pencetakan 3D resolusi tinggi memiliki prospek aplikasi yang luas, termasuk tetapi tidak terbatas pada fabrikasi perangkat elektronik 3D, pengembangan robot mikro di bidang biomedis, dan konstruksi struktur atau perancah 3D untuk rekayasa jaringan.
Singkatnya, pencetakan 3D laser femtodetik adalah reaksi fotokimia yang terjadi dalam volume yang sangat kecil untuk membangun struktur 3D yang halus. Ini adalah teknologi yang sangat canggih dalam manufaktur aditif modern, tetapi memiliki keterbatasan dalam hal kecepatan cetak dan anggaran daya. Sekarang, tim telah melewati batasan biaya dengan mencetak struktur beresolusi tinggi dengan setengah daya. Yang paling berharga dari semuanya, teknologi baru ini juga dapat dengan mudah diintegrasikan dalam sistem pencetakan 3D laser femtodetik yang ada, yang mengarah pada realisasi aplikasi yang lebih cepat dalam biomedis, mikro-robotik, mikro-optik, dan banyak bidang lainnya.
