用于制造小型光学透镜的微型玻璃吹制技术

从罗马时代开始，将空气注入热玻璃形成气泡就被用来制造玻璃制品。在这项新的研究中，研究人员将这些相同的玻璃吹制原理应用到显微镜下，制造出被称为轴棱锥透镜的微型透镜。

轴棱锥被用来塑造激光，有利于光学钻孔、成像和为操纵粒子或细胞创造光阱。这些透镜已经有60多年的历史了，但是它们的制作，特别是在一开始的时候，并不容易。

法国Femto-ST研究所的研究小组成员Nicolas Passilly说：“我们的技术有潜力以较低的成本在玻璃中制造出强大的微型轴棱锥，可用于生物医学成像应用的微型成像系统，如光学相干断层扫描（OCT）。”

在光学学会（OSA）期刊《光学快报Optics Letters》上，研究人员描述了这种新的制造方法，这种方法基于在半导体晶片上平行制造大量光子和电子电路的相同工艺。研究人员使用他们的方法制造直径为0.9和1.8毫米的玻璃轴棱锥，并证明他们成功地产生了贝塞尔光束。

Passilly说：“晶圆级微加工使轴棱锥管能够集成到更复杂的微系统中，这些微系统也是在晶圆级制造的，从而形成了一个由晶圆叠层构成的系统。这种集成方式具有更好的光学对准、高性能真空包装以及最终系统的成本更低，因为可以同时处理大量数据。”

制作微透镜

当与激光一起使用时，轴棱锥会产生一束光，它开始时是一束类似贝塞尔的光束——轴上强度最大的无衍射光束，然后在远离轴棱锥的地方变成空心光束。类贝塞尔光束的景深可以比传统的直径相近的圆形透镜聚焦的光束的景深大一个数量级。光束的高景深使光学钻能深入到更深的地方，产生更高质量的OCT图像。对于光镊，光束的贝塞尔形部分和空心部分都可以用来捕获粒子或细胞。