原子级3D打印会带来一个怎样的世界？各位读者请尽情想象吧！

注：由于南极熊小编编译能力有限，本文很可能不够准确，还望各位读者多多包涵


John Bashonger（恕南极熊小编无能，查不到这个人是谁，如有大神知道还请告知，感激不尽）已经向我们指出了原子级3D打印头的方向。在这样的打印头中，定制光与单个原子的相互作用会和单独的纳米结构结合，实现原子级的精度。

在普朗克研究所（MPI），这种方法是利用光与一个单独的原子配合，或者说是单独的纳米颗粒。这项研究表明，光可以被耦合到一个被束缚在抛物面反射镜中的离子上，然后得到一束高功率的优化偏振光。

由Dr. Gerd Leuchs带领的研究者们表示，因为单个原子、离子和分子形成了组成事物的基础性“积木”结构，通过与它们光的相互作用，我们才能感觉到由它们组成的 材料，而这是我们有能力操纵它们的关键。

通过研究与光的特殊相互作用，我们可以操纵和构建出如同纳米结构一般的复杂物体。这种操纵能够为生物物理或量子信息处理的潜在应用奠定基础，而且单独的纳米结构本身也可以作为“积木”构成材料。

过程涉及到了能够精确聚焦的镜像偏振光的创造。该入射光束具有圆柱对称性，它的轨迹表现为一条从左到右穿越镜头的路径。聚焦令单个电场的矢量旋转并指向光轴，然后它们会干涉焦点，从而创造出一个沿光轴震荡的电场分量。

最后，我们就得到了一束定制的光。由于时间的精确分布，光强度的空间分布和电场的极化矢量或方向，它能够在之后聚焦到目标物体上时被压缩到比光的波长还要小的尺寸。

一个径向偏振环聚焦于一个抛物面反射镜，在实验中，研究者们利用这种定制的径向偏振模式产生了一个低至98%的理想场分布。

这项工作使用了一个单独带电的镱离子作为原子，这个离子能够被精确定位，甚至可以通过使用电极分布和交流电被困在不同的周期。离子陷阱被研发用于创造能有效地以最小干扰从聚焦光束中的跟踪离子的抛物镜几何体。

MPI表示，该方法已经成功地应用于对纳米结构和纳米级物体的研究，以最终创造出具有非凡性质的材料。这也许意味着，通过被激光束缚住的原子，我们有可能制造出有着原子级精度的3D打印头。借助人工材料，光可以被引导环绕物体，而且相关反应能够被抑制从而生成一个纳米灯塔。研究者们表示这样的光源将使得在光网络内对光传输的高精度控制成为可能。
via 3dprint