一个来自孟加拉国和中国的研究团队发表了一篇全面综述，阐述了基于光的增材制造技术如何重塑光子学领域。这篇题为《3D打印中的光子系统》的论文由Khan Rajib Hossain、Tao Wu、Md Abu Shyeed和Md. Rahamatolla共同撰写，发表于2025年的《ChemPhysMater》。文章综述了立体光刻、数字光处理以及双光子聚合技术在制造光学和光子元件（从微透镜到太赫兹超材料）方面的最新进展。

bridging 光子学与增材制造

据作者称，3D打印的设计自由度和亚微米级分辨率能力正在改变光子器件的生产方式。与局限于平面几何形状的传统光刻技术不同，光辅助打印方法能够实现具有可控折射率和光学特性的全三维结构。

该研究强调了可见光固化作为紫外线更安全替代方案的关键作用，使得使用生物相容性水凝胶和活细胞成为可能。先进的光固化材料和光引发剂（包括TPO、BAPO和LAP）是实现精确聚合和获得光学应用所需高透明度的关键。作者还详细介绍了如何使用光吸收染料和功能性纳米粒子来创造具有定制光学响应的材料。

该综述概述了SLA和DLP系统如何高效生产微光学和波导，而飞秒激光驱动的TPP则能实现光子晶体和集成光路的纳米级精度。文章还讨论了结合扫描和投影打印的新兴混合技术，将其作为可扩展微光学制造的一条路径。

从光学传感器到自适应光子学

3D打印光子系统的应用涵盖结构色材料、生物医学传感器和可调谐光学器件。实例包括：展现虹彩的2PP打印光子晶体、用于动态可重构"4D"光学系统的光响应液晶弹性体致动器，以及通过直写成型技术生产的太赫兹超材料。

在生物医学领域，透明光聚合物和微通道结构正在推动芯片实验室光学诊断和细胞监测系统的发展。该综述还强调了前景广阔的前沿领域，包括用于超快速数据处理的3D打印光子集成电路，以及用于制备色彩鲜艳且不褪色荧光染料的"SMILES"材料的开发。

未来方向与挑战

研究人员指出了该领域面临的几个关键挑战：平衡机械强度与光学透明度、提高打印吞吐量，以及扩展多功能和生物相容性光聚合物材料库。他们指出，多材料打印、新型纳米复合材料的开发、人工智能驱动的工艺优化以及与柔性光电子学的集成，是迈向商业化光子制造的后续步骤。一个重要的未来方向涉及将实验室纳米制造技术扩展到光子芯片的工业化生产。

正如作者总结的那样，光子3D打印标志着从微加工向"真正3D光学设计"的过渡，为紧凑、可定制和可大规模生产的光子系统提供了新途径。这种协同作用有望在医疗保健、通信和计算领域解锁新一代器件，从被动原型迈向主动、智能的光子器件。

随着研究人员开发出更小、功能更强的光子元件，3D打印在光学领域的作用日益增强。今年早些时候，关于双光子聚合3D打印的研究引入了标准化测试方案，以帮助该技术从实验室应用扩展到工业生产。与此同时，新加坡国立大学的研究人员展示了一种用于水下通信的自供电"光子皮肤"，展现了基于光的制造技术在传感和环境应用中的多功能性。这些努力共同强调了增材制造如何与光子学融合，以实现下一代自适应、功能化材料。