DISH技术系统设计图。

本报讯 三维打印技术作为科学研究和工业生产的重要工具，其高效率、高精度的性能突破关系到生物医学、微纳科技等多个前沿领域的发展。但现有的三维打印方法如逐点打印、逐层打印、体积打印，均存在较为突出的速度和精度矛盾。

在此背景下，自动化系成像与智能技术实验室戴琼海院士团队研发出“计算全息光场（DISH）”三维打印技术，创下“毫米尺寸复杂结构曝光时间0.6秒”的新纪录。该技术还可大幅提高体积三维打印的精度，未来有望为相关领域技术升级提供新的解决方案。

研究成果近日以“基于全息光场合成的亚秒级体积三维打印”为题，在线发表于《自然》（Nature）期刊。

研究团队发现，计算光学不仅可用于捕捉光场信息（如成像观测），还能反向应用于利用光场构建物体（如三维打印）。基于这一发现，团队将计算光学技术拓展到增材制造领域，通过成像光路的逆过程设计系统，实现了从信息获取到实体制造的技术跨越。

研究团队在攻克多视角光场的高速调控、拓展景深的全息图案优化算法设计、基于数字自适应光学的高精度光路矫正等一系列难题后，最终研发出DISH技术。该技术的核心创新是操纵高维光场构建三维实体，改写了传统三维打印的底层逻辑。

相比传统三维打印，DISH系统能快速精准投影复杂三维的光强分布，曝光时间仅需 0.6秒；并且大幅削弱了材料流动的影响，能兼容更多打印材料；再者，DISH技术大幅拓展了打印场景，尤其能直接在普通的流体管道内放置打印材料，实现流体环境中的批量、连续打印；此外，通过自适应光学校准、像差矫正算法与全息算法的深度融合，DISH技术可大幅减少景深限制。

作为多学科交叉研究成果，DISH技术整合了光学工程、控制理论、计算机算法、材料科学等领域的技术优势，将为相关领域技术升级提供新的解决方案。

戴琼海、自动化系成像与智能技术实验室吴嘉敏副教授和电子系方璐教授为论文的共同通讯作者；自动化系博士后王旭康、马远瞩，电子系2022级博士生牛一涵为共同第一作者。

（自动化系）