Une avancée technologique majeure dans le domaine des dispositifs de balayage de faisceau à grande vitesse a augmenté la vitesse d'impression 2D et 3D jusqu'à 1000 fois, selon des chercheurs du College of Engineering de Penn State.

En utilisant un déflecteur de faisceau KTN à charge spatiale contrôlée - une sorte de cristal composé de tantalate de potassium et de niobate de potassium - avec un grand effet électro-optique, les chercheurs ont découvert que la numérisation à une vitesse beaucoup plus élevée est possible.

"Essentiellement, lorsque les matériaux cristallins sont appliqués à un champ électrique, ils génèrent des distributions réfléchissantes uniformes, qui peut dévier un faisceau lumineux entrant, " dit Shizhuo Yin, professeur de génie électrique à l'École de génie électrique et informatique. "Nous avons mené une étude systématique sur les indications de vitesse et avons découvert que la transition de phase du champ électrique est l'un des facteurs limitants."

Pour surmonter ce problème, Yin et son équipe de chercheurs, Wenbin Zhu, étudiants diplômés de Penn State, Ju-Hung Chao, Chang-Jiang Chen et Robert Hoffman du Laboratoire de recherche de l'armée dans le Maryland, éliminé la transition de phase induite par le champ électrique dans un cristal KTN nanodésordonné en le faisant fonctionner à une température plus élevée. Ils ont non seulement dépassé la température de Curie (température à laquelle certains matériaux perdent leurs propriétés magnétiques, remplacé par le magnétisme induit), ils sont allés au-delà du point final critique (dans lequel un liquide et sa vapeur peuvent coexister).

Cela a augmenté la vitesse de balayage de la plage de la microseconde au régime de la nanoseconde et amélioré l'imagerie à grande vitesse, communications optiques à large bande, et l'affichage et l'impression laser ultrarapides.

Les conclusions du groupe ont été publiées en septembre dans un numéro de Rapports scientifiques , une revue interdisciplinaire britannique.

Yin a déclaré qu'une telle technologie serait particulièrement utile dans l'industrie médicale - l'imagerie à haute vitesse serait désormais en temps réel. Par exemple, les optométristes qui utilisent un test d'imagerie non invasif qui utilise des ondes lumineuses pour prendre des photos en coupe transversale de la rétine d'une personne, seraient en mesure d'avoir l'image 3D de la rétine de leurs patients pendant qu'ils effectuent la chirurgie, afin qu'ils puissent voir ce qui doit être corrigé pendant la procédure.

Yin a ajouté que cette recherche pourrait profiter à tout le monde, en ce que quelque chose étant imprimé en 3-D qui prenait autrefois une heure prendrait maintenant quelques secondes, et 20, 000 pages imprimées en 2D prendraient une minute.