УСТРОЙСТВА, СИСТЕМЫ И СПОСОБЫ ТРЕХМЕРНОЙ ПЕЧАТИ

1. Система печати для формирования трехмерного объекта, содержащая:
a. лазерный источник света, который генерирует когерентный пучок видимого света посредством стимулированного рамановского рассеяния;
b. подложку в оптической связи с упомянутым лазерным источником света;
c. сканирующий модуль после упомянутого лазерного источника света, причем упомянутый сканирующий модуль выполнен с возможностью производить сканирующее движение упомянутого когерентного пучка видимого света по отношению к упомянутой подложке, при этом сканирующее движение соответствует заранее заданной форме упомянутого трехмерного объекта; и
d. компьютерную систему управления, функционально подсоединенную к упомянутому лазерному источнику света и упомянутому сканирующему модулю, причем упомянутая компьютерная система управления запрограммирована для (i) управления упомянутым сканирующим движением заранее заданным образом и (ii) модуляции мощности упомянутого лазерного источника света, чтобы формировать упомянутый объект из упомянутой подложки.
2. Система печати по п. 1, причем упомянутый сканирующий модуль выполнен с возможностью (i) передвигать упомянутый когерентный пучок видимого света или (ii) передвигать упомянутую подложку относительно упомянутого когерентного пучка видимого света.
3. Система печати по п. 1, причем сканирующий модуль содержит один или более гальванометров.
4. Система печати по п. 1, причем упомянутый сканирующий модуль содержит по меньшей мере две ортогональные ступени линейного перемещения, которые передвигают упомянутую подложку по отношению к упомянутому когерентному пучку видимого света.
5. Система печати по п. 1, дополнительно содержащая линзу объектива между упомянутым лазерным источником света и упомянутой подложкой, причем упомянутая линза объектива фокусирует упомянутый когерентный пучок видимого света на упомянутую подложку.
6. Система печати по п. 5, причем упомянутая линза объектива представляет собой ф-тета линзу.
7. Система печати по п. 5, причем упомянутая линза объектива представляет собой короткофокусную линзу, которая формирует субмикронное пятно на упомянутой подложке из упомянутого когерентного пучка видимого света.
8. Система печати по п. 1, дополнительно содержащая устройство вертикального перемещения, которое (i) передвигает упомянутую подложку вдоль направления, в целом параллельного направлению упомянутого когерентного пучка видимого света, или (ii) передвигает узел, содержащий упомянутый лазерный источник света, вдоль направления, в целом параллельного направлению упомянутого когерентного пучка видимого света.
9. Система печати по п. 8, причем упомянутое устройство вертикального перемещения передвигает упомянутую подложку или упомянутый узел с приращениями по меньшей мере около 10 нм.
10. Система печати по п. 1, причем упомянутый лазерный источник света содержит один или более лазерных диодов видимого диапазона.
11. Система печати по п. 10, причем отдельный диод из числа упомянутых одного или более лазерных диодов видимого диапазона представляет собой отдельный чип-лазер, который прикреплен к пластине.
12. Система печати по п. 1, причем упомянутый лазерный источник света содержит наборы лазерных диодов, причем каждый набор из упомянутого множества содержит множество лазерных диодов, и причем каждый набор из упомянутого множества генерирует один или более когерентных световых пучков, которые содержатся в упомянутом когерентном пучке видимого света.
13. Система печати по п. 12, дополнительно содержащая коллимирующую линзу, которая выставляет световые пучки из каждого набора упомянутого множества лазерных диодов.
14. Система печати по п. 13, дополнительно содержащая циркулярную оптику для придания симметричности расходимости световых пучков из упомянутой коллимирующей линзы.
15. Система печати по п. 12, дополнительно содержащая сжимающий оптический элемент, который сжимает световые пучки из упомянутых наборов лазерных диодов, чтобы сократить или минимизировать мертвое пространство между упомянутыми световыми пучками.
16. Система печати по п. 1, причем упомянутый когерентный пучок видимого света является когерентным одномодовым светом.
17. Система печати по п. 1, причем упомянутый лазерный источник света содержит оптическое волокно, и причем упомянутый лазерный источник света генерирует упомянутый когерентный пучок видимого света в упомянутом оптическом волокне с релеевскими потерями, которые меньше, чем около 50 децибел на километр (дБ/км).
18. Система печати по п. 1, причем упомянутый источник света содержит по меньшей мере один лазерный диод и волокно в оптической связи с упомянутым лазерным диодом.
19. Система печати по п. 18, причем упомянутое волокно содержит (i) центральную сердцевину, которая является по существу одномодовой, (ii) оболочку большего диаметра, чем центральная сердцевина, которая улавливает множество пучков видимого света, выпущенных из упомянутой решетки лазерных диодов, и (iii) внешнюю оболочку, которая проводит упомянутые пучки видимого света, испущенные упомянутой решеткой лазерных диодов, вдоль упомянутого волокна.
20. Система печати по п. 19, причем упомянутая центральная сердцевина и упомянутая внешняя оболочка расположены так, что упомянутое множество пучков видимого света пересекает упомянутую центральную сердцевину, чтобы создать в центральной сердцевине усиление вследствие стимулированного рамановского рассеяния.
21. Система печати по п. 1, причем упомянутый объект представляет собой компонент микроэлектромеханического устройства (MEMS).
22. Система печати для формирования трехмерного объекта, содержащая:
a. лазерный источник света, который содержит оптическое волокно и который выдает когерентный пучок видимого света в упомянутое оптическое волокно с релеевскими потерями, которые меньше чем около 50 децибел на километр (дБ/км);
b. подложку в оптической связи с упомянутым лазерным источником света;
c. сканирующий модуль после упомянутого лазерного источника света, причем упомянутый сканирующий модуль выполнен с возможностью производить заранее заданное сканирующее движение упомянутого пучка видимого света по отношению к упомянутой подложке, при этом заранее заданное сканирующее движение соответствует форме упомянутого трехмерного объекта; и
d. компьютерную систему управления, функционально подсоединенную к упомянутому лазерному источнику света и упомянутому сканирующему модулю, причем упомянутая компьютерная система управления запрограммирована для (i) управления упомянутым сканирующим движением заранее заданным образом и (ii) модуляции мощности упомянутого лазерного источника света, чтобы формировать упомянутый объект из упомянутой подложки.
23. Система печати по п. 22, причем упомянутый сканирующий модуль выполнен с возможностью (i) передвигать упомянутый когерентный пучок видимого света или (ii) передвигать упомянутую подложку относительно упомянутого когерентного пучка видимого света.
24. Система печати по п. 22, причем сканирующий модуль содержит один или более гальванометров.
25. Система печати по п. 22, причем упомянутый сканирующий модуль содержит по меньшей мере две ортогональные ступени линейного перемещения, которые передвигают упомянутую подложку по отношению к упомянутому когерентному пучку видимого света.
26. Система печати по п. 22, дополнительно содержащая линзу объектива между упомянутым лазерным источником света и упомянутой подложкой, причем упомянутая линза объектива фокусирует упомянутый когерентный пучок видимого света на упомянутую подложку.
27. Система печати по п. 26, причем упомянутая линза объектива представляет собой ф-тета линзу.
28. Система печати по п.26, причем упомянутая ф-тета линза представляет собой короткофокусную линзу, которая формирует субмикронное пятно на упомянутой подложке из упомянутого когерентного пучка видимого света.
29. Система печати по п. 22, дополнительно содержащая устройство вертикального перемещения, которое (i) передвигает упомянутую подложку вдоль направления, в целом параллельного направлению упомянутого когерентного пучка видимого света, или (ii) передвигает узел, содержащий упомянутый лазерный источник света, вдоль направления, в целом параллельного направлению упомянутого когерентного пучка видимого света.
30. Система печати по п. 29, причем упомянутое устройство вертикального перемещения передвигает упомянутую подложку или упомянутый узел с приращениями по меньшей мере около 10 нм.
31. Система печати по п. 22, причем упомянутый лазерный источник света содержит один или более лазерных диодов видимого диапазона.
32. Система печати по п. 31, причем отдельный диод из числа упомянутых одного или более лазерных диодов видимого диапазона представляет собой отдельный чип-лазер, который прикреплен к пластине.
33. Система печати по п. 22, причем упомянутый лазерный источник света содержит наборы лазерных диодов, причем каждый набор из упомянутого множества содержит множество лазерных диодов, и причем каждый набор из упомянутого множества генерирует один или более когерентных световых пучков, которые содержатся в упомянутом когерентном пучке видимого света.
34. Система печати по п. 33, дополнительно содержащая коллимирующую линзу, которая выставляет световые пучки из каждого набора упомянутого множества лазерных диодов.
35. Система печати по п. 34, дополнительно содержащая циркулярную оптику для придания симметричности расходимости световых пучков из упомянутой коллимирующей линзы.
36. Система печати по п. 33, дополнительно содержащая сжимающий оптический элемент, который сжимает световые пучки из упомянутых наборов лазерных диодов, чтобы сократить или минимизировать мертвое пространство между упомянутыми световыми пучками.
37. Система печати по п. 22, причем упомянутый когерентный пучок видимого света является когерентным одномодовым светом.
38. Система печати по п. 22, причем упомянутый источник света содержит по меньшей мере один лазерный диод и волокно в оптической связи с упомянутым лазерным диодом.
39. Система печати по п. 38, причем упомянутое волокно содержит (i) центральную сердцевину, которая является по существу одномодовой, (ii) оболочку большего диаметра, чем центральная сердцевина, которая улавливает упомянутое множество пучков видимого света, выпущенных из упомянутой решетки лазерных диодов, и (iii) внешнюю оболочку, которая проводит упомянутый когерентный пучок видимого света, испущенный упомянутой решеткой лазерных диодов, вдоль упомянутого волокна.
40. Способ формирования трехмерного объекта, содержащий:
a. обеспечение лазерного источника света и сканирующего модуля оптически после упомянутого лазерного источника света;
b. использование упомянутого лазерного источника света, генерирующего когерентный пучок видимого света посредством стимулированного рамановского рассеяния;
c. направление упомянутого когерентного пучка видимого света на подложку, которая находится в оптической связи с упомянутым лазерным источником света;
d. получение элемента в упомянутой подложке или из нее, при этом элемент соответствует по меньшей мере участку заранее заданной формы упомянутого трехмерного объекта;
e. использование упомянутого сканирующего модуля, производящего сканирующее движение упомянутого когерентного пучка видимого света по отношению к упомянутой подложке, при этом сканирующее движение соответствует упомянутой заранее заданной форме упомянутого трехмерного объекта; и
f. движение упомянутой подложки относительно упомянутого лазерного источника света вдоль направления, которое в целом параллельно упомянутому когерентному пучку видимого света.
41. Способ по п. 40, причем этап (е) содержит модулирование мощности упомянутого лазерного источника света.
42. Способ по п. 41, причем упомянутую мощность модулируют с частотой по меньшей мере около 50 кГц.
43. Способ по п. 40, дополнительно программирующий упомянутое сканирующее движение в памяти, при этом сканирующее движение определяют исходя из трехмерной формы упомянутого объекта.
44. Способ по п. 40, причем упомянутый элемент имеет шероховатость поверхности от около 0,1 до 50 нм, измеренную посредством просвечивающей электронной микроскопии.
45. Способ по п. 40, причем на этапе (f) упомянутую подложку передвигают на расстояние по меньшей мере около 10 нм.
46. Способ по п. 40, причем, на этапе (f), (i) упомянутую подложку передвигают вдоль направления, в целом параллельного направлению упомянутого когерентного пучка видимого света, или (ii) узел, содержащий упомянутый лазерный источник света, передвигают вдоль направления, в целом параллельного направлению упомянутого когерентного пучка видимого света.
47. Способ по п. 40, причем упомянутая подложка представляет собой порошок.
48. Способ по п. 47, дополнительно содержащий пополнение упомянутого порошка после этапа (d).