单视角全息体积3D打印：耦合可微分波光学与光化学优化
光学
2026-01-26 v1
摘要
体积增材制造承诺实现3D物体的近即时制造，但由于光学衍射与化学效应之间的复杂相互作用，实现微尺度的高保真制造仍具有挑战性。我们提出了单视角全息体积增材制造（SHVAM），一种 mechanically static的系统，通过从单个光轴投射的时间复用相位唯一全息图来形成体积剂量分布。为实现SHVAM的高分辨率，我们将全息图合成建模为一个耦合的逆问题，将可微分的波光学前向模型与简化的光化学模型相结合，后者显式地捕获抑制剂扩散和非线性剂量响应。对这些耦合约束下的全息图序列进行优化，允许我们对化学模糊进行预补偿，从而实现高于仅光学优化的更高打印保真度。我们通过在秒级内制造简单二维和三维结构，证明了SHVAM的有效性，其横向特征尺寸约为10微米，体积为0.8毫米×0.8毫米×3毫米。
引用
@article{arxiv.2601.16330,
title = {Single-View Holographic Volumetric 3D Printing with Coupled Differentiable Wave-Optical and Photochemical Optimization},
author = {Felix Wechsler and Riccardo Rizzo and Christophe Moser},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.16330},
year = {2026}
}