研究人員3D 打印原子蒸汽室,，用于量子技術(shù)研究

2024年6月25日,，南極熊獲悉,，諾丁漢大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)出玻璃蒸汽室的增材制造技術(shù)，這是量子技術(shù)的關(guān)鍵部件,。該團(tuán)隊(duì)利用數(shù)字光處理 (DLP) 進(jìn)行桶式聚合,，創(chuàng)建了復(fù)雜的內(nèi)部架構(gòu)和集成傳感器。該過(guò)程允許原位生長(zhǎng)金納米粒子以調(diào)整光學(xué)特性,。

相關(guān)研究以題為“Additive Manufacturing offunctionalised atomic vapour cells for next-generation quantum technologies/用于下一代量子技術(shù)的功能化原子蒸汽室的增材制造”的論文被發(fā)表在《arXiv》數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)上,。

論文鏈接：https://arxiv.org/html/2406.15255v1

3D 打印的玻璃蒸汽室實(shí)現(xiàn)了 2×10⁻⁹mbar 的超高真空度,，可實(shí)現(xiàn)無(wú)多普勒光譜和激光頻率穩(wěn)定。這些蒸汽室的體積不到 1cm³,，在高達(dá) 150°C 的溫度下仍能保持熱穩(wěn)定性,，并在高溫環(huán)境下保持結(jié)構(gòu)完整性。

△用于QT 應(yīng)用的增材制造蒸汽室,。（圖片來(lái)源：諾丁漢大學(xué)）

△增材制造蒸汽室中 Rb 蒸汽的吸收光譜

△未鎖定激光的艾倫偏差,，以及使用印刷蒸汽室鎖定激光的艾倫偏差。插圖：顯示錯(cuò)誤信號(hào)（紅色）以供參考,。

△增材制造蒸汽室的透射和偏振測(cè)量

△增材制造玻璃的功能化 - AuNP 摻雜和石墨烯軌道

這種增材制造方法解決了傳統(tǒng)制造的局限性,，例如需要吹制玻璃，通過(guò)提供具有高光學(xué)質(zhì)量的可定制和微型組件,。打印的單元支持復(fù)雜的幾何形狀和集成功能,，例如噴墨打印的石墨烯和用于光子檢測(cè)的銀電極。

該團(tuán)隊(duì)采用了含有氣相二氧化硅納米顆粒的樹(shù)脂,，實(shí)現(xiàn)了 50 wt% 二氧化硅的高負(fù)載,。打印的部件在 1150°C 下進(jìn)行熱脫脂和燒結(jié)，形成致密的非晶態(tài)玻璃結(jié)構(gòu),。該工藝表現(xiàn)出明顯的線性收縮（~27%）,，這在設(shè)計(jì)階段就已考慮到。

打印的電池用于進(jìn)行銣光譜分析,，證實(shí)了它們適用于量子技術(shù)應(yīng)用,。這些結(jié)果凸顯增材制造方法生產(chǎn)先進(jìn)、集成的多材料組件的潛力,，增強(qiáng)了量子設(shè)備的功能和集成度,。