La fabrication additive est une technique dans laquelle un objet tridimensionnel est produit en ajoutant successivement de nouvelles couches de matériau de construction à celles qui ont déjà été déposées. Récemment, les imprimantes 3D disponibles dans le commerce connaissent un développement rapide, tout comme les matériaux d'impression 3D, y compris les supports transparents de haute qualité optique. Ces avancées ouvrent de nouvelles possibilités dans de nombreux domaines de la science et de la technologie, notamment la biologie, Médicament, études de métamatériaux, robotique et micro-optique.

Chercheurs de la Faculté de Physique, Université de Varsovie, Pologne, ont conçu de minuscules lentilles (avec des dimensions aussi petites qu'une fraction du diamètre d'un cheveu humain) qui peuvent être facilement fabriquées à l'aide d'une technique d'impression laser 3D sur divers matériaux, y compris les nouveaux matériaux fragiles de type graphène 2-D. Les lentilles augmentent l'extraction de la lumière émise par les échantillons de semi-conducteurs et reforment sa partie sortante en un faisceau ultra-étroit.

Grâce à cette propriété, il n'est plus nécessaire d'inclure un objectif de microscope encombrant dans la configuration expérimentale lors de la réalisation de mesures optiques d'émetteurs de lumière de taille nanométrique (comme les points quantiques), qui jusqu'à présent n'a pas pu être évité. Un objectif de microscope typique utilisé dans une telle étude a à peu près une largeur de main, pèse jusqu'à une livre (un demi-kilogramme) et doit être placé à une distance d'environ un dixième de pouce (quelques millimètres) de l'échantillon d'analyse. Celles-ci imposent des limitations importantes à de nombreux types d'expériences modernes, comme les mesures dans les champs magnétiques élevés pulsés, à des températures cryogéniques, ou dans des cavités micro-ondes, qui d'autre part peut être facilement soulevé par les nouvelles lentilles.

La grande vitesse de la technique d'impression 3D permet de produire très facilement des centaines de microlentilles sur un seul échantillon. Les disposer en tableaux réguliers fournit un système de coordonnées pratique, qui spécifie avec précision l'emplacement d'un nano-objet choisi et permet de multiples mesures dans différents laboratoires du monde entier. L'opportunité inestimable de revenir au même émetteur de lumière permet des recherches et des tests d'hypothèses beaucoup plus rapides. Spécifiquement, on peut se concentrer entièrement sur la conception et la réalisation d'une nouvelle expérience sur le nanoobjet étudié précédemment, au lieu de mener une enquête fastidieuse sur des milliers d'autres nano-objets avant de finalement trouver un analogue à celui en question.

La forme des microlentilles proposées peut facilement être adaptée à la technique dite de microfabrication 2.5-D. Les objets satisfaisant ses prérequis peuvent être produits sur de grandes surfaces en pressant un tampon à motifs contre la couche de matériau dont ils sont censés être constitués. Le protocole de fabrication 2.5-D est particulièrement attractif du point de vue des applications potentielles des microlentilles, qui peut être facilement mis à l'échelle, ce qui est un facteur important dans une éventuelle utilisation industrielle future.