A Universidade Politécnica de Hong Kong (PolyU) desenvolveu um novo dispositivo de micro-relevo para a fabricação de lentes de vidro de precisão com alta qualidade de imagem. As lentes têm a resolução necessária para instrumentos e dispositivos ópticos de última geração em diversos campos, incluindo astronomia, defesa Nacional, digitalização médica, e produtos de consumo, como câmeras e telefones celulares. A invenção pode gravar microestruturas ópticas ultraprecisas em vidro de uma forma ecologicamente correta, economizando energia elétrica em 60 vezes e reduzindo o custo de fabricação em dois terços em comparação com as máquinas convencionais.

Os componentes ópticos de vidro são difíceis de fabricar, pois exigem uma temperatura de moldagem muito mais alta e materiais de carboneto extremamente difíceis de usinar para fazer o molde. Também é difícil gravar elementos ópticos em micro e nanoescala com microestruturas de vidro de tamanho mícron. Contudo, com a crescente demanda por lentes potentes de tamanho pequeno e alta resolução em sistemas ópticos avançados, tem havido uma necessidade crescente de vidro óptico para substituir polímeros ópticos, que têm transmitância muito mais baixa. Tomando uma lente de captação óptica de alta definição de DVD como exemplo, o tamanho do recurso é tão pequeno quanto 0,9 mícron. Os métodos convencionais de litografia usados ​​para produção em massa resultam em altos custos de produto, no entanto, as lentes produzidas têm uma precisão muito menor do que as obtidas por moldagem ou estampagem. Hoje, A China tem a maior produção de lentes ópticas do mundo. Ainda, devido às limitações tecnológicas para a produção de lentes de última geração, seu valor total de mercado ainda é inferior ao da Europa e do Japão.

A equipe de pesquisa liderada pelo Professor LEE Wing Bun e Dr. LI Lihua do Departamento de Engenharia Industrial e de Sistemas da PolyU adotou um novo projeto de moldagem com revestimento semelhante ao grafeno e tecnologia de aquecimento auto-desenvolvida para produzir o equipamento de micro-estampagem para produzir micron- componentes ópticos microestruturais de nível em vidro. Em comparação com dispositivos de aquecimento infravermelho volumosos convencionais com alto consumo de energia, a nova tecnologia é mais ecológica e econômica.

O uso de um revestimento semelhante ao grafeno pode aquecer o vidro óptico com precisão e rapidez com baixo consumo de energia, enquanto reduz a expansão térmica e deformação do molde. O software de controle e monitoramento também pode fornecer leituras online instantâneas da temperatura para permitir o ajuste fino e ajuste dos parâmetros do processo, e, assim, encurtar o tempo de ciclo. Esses recursos inovadores permitem economizar energia elétrica em até 60 vezes, em comparação com máquinas infravermelhas convencionais, e cortando o custo de fabricação em dois terços. Por ser um material eletricamente condutor com características de alto desgaste, o grafeno também permite a remoção suave da peça de vidro do molde após o processo de estampagem. Além disso, o padrão em escala de mícron pode ser replicado no substrato de vidro.

O novo equipamento de gofragem tem amplas aplicações em produtos optoeletrônicos, incluindo microlentes de telefone celular, lentes de câmera, Lentes de captação de DVD, micro lentes de transporte, lentes f-theta para impressoras a laser, lupas de projeção de televisão, Substratos de canaleta de comunicação óptica V, matrizes de micro-lentes (MLAs), e lentes Fresnel para coletar e rastrear energia solar. Em óptica de campo de luz, as novas aplicações de grande potencial incluem cabeças de câmera 3-D, sistemas de visão robótica tridimensional, bem como lentes para tiro de longo alcance, detecção de drones de baixa altitude e monitoramento de segurança.