近期，中國科學院上海光學精密機械研究所紅外光學材料研究中心在增材制造（3D打印）激光照明透明陶瓷研究方面取得進展。該工作通過數字光處理打印技術（DLP）實現了3D打印用于激光照明的高密度鈰活化镥鋁石榴石（LuAG:Ce）陶瓷，通過3D打印技術制造具有復雜幾何結構的激光照明透明陶瓷，突破了傳統陶瓷成型工藝的限制。相關研究成果以3D Printing of LuAG:Ce Transparent Ceramics for Laser-driven Lighting為題，發表在《國際陶瓷》（Ceramics?International）上。
激光照明系統能夠在較高的功率密度下實現高輸出效率（100-1000 倍于發光二極管），使得激光驅動的照明系統可為未來的固態照明提供優勢，如高亮度、緊湊尺寸和定向照明。然而，傳統制備工藝只能制造簡單幾何形狀的方法，無法滿足具有復雜光學結構的激光驅動固態照明器件的需求。三維打印技術可實現快速無模制造，所有組件均可進行數字化設計，為發光透明陶瓷制造領域帶來了重要的可能性。
科研人員開發了用于DLP的光固化陶瓷墨水，用于制造具有高印刷分辨率的激光驅動照明鈰活化镥鋁石榴石（LuAG:Ce）發光透明陶瓷組件。用于DLP印刷的墨水，具有高達50 vol%的固含量和優異的剪切稀化性能。研究在DLP墨水中引入了發光染料，以減少陶瓷粉末對紫外線的散射所產生的過量固化寬度效應。研究利用DLP三維打印方法，制造出具有可定制的厘米級復雜三維幾何形狀的LuAG:Ce陶瓷坯體。經過燒結工藝后，3D打印陶瓷組件的相對密度達到96.4%，并展現出優秀的透光率（約 40%）。激光激發實驗證實，三維打印的LuAG:Ce透明陶瓷具有很高的激光通量閾值（19.22 W mm-2），這與其表面獨特的微通道結構有關。實驗表明，具有自由幾何結構設計和高激光通量閾值的LuAG:Ce LTCs三維打印技術的應用，為大功率激光驅動照明提供了更高效、更可靠的解決方案。
