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瑞典KTH在光纤上开发3D打印石英玻璃微光学器件

2024-05-22 15:44:36  来源:激光网    

在被描述为“通信的第一次”中,瑞典的研究人员在光纤的尖端上进行了3D打印的石英玻璃微光学器件。他们说,这一进步可以实现更快的互联网和更好的连接,以及更小的传感器和成像系统等创新。

斯德哥尔摩KTH皇家理工学院的科学家表示,将石英玻璃光学器件与光纤相结合可以实现多种创新,包括用于环境和医疗保健的更灵敏的远程传感器。他们报告的印刷技术也可能在药品和化学品的生产中被证明是有价值的。

这项工作在ACS Nano杂志上进行了描述。

KTH教授Kristinn Gylfason表示,该方法克服了用石英玻璃构建光纤尖端的长期局限性,这通常需要高温处理,从而损害了温度敏感光纤涂层的完整性。

与其他方法相比,该过程从不含碳的基材开始。这意味着不需要高温来去除碳,以使玻璃结构透明。主要作者Lee-Lun Lai说,研究人员打印了一种石英玻璃传感器,经过多次测量后,该传感器被证明比标准的塑料传感器更具弹性。

新应用

“我们展示了集成在光纤尖端的玻璃折射率传感器,使我们能够测量有机溶剂的浓度。由于溶剂的腐蚀性,这种测量对于基于聚合物的传感器具有挑战性,“Lai说。

该研究的合著者Po-Han Huang补充说:“这些结构非常小,你可以在一粒沙子的表面上安装1000个,这与今天使用的传感器的大小差不多。

研究人员还展示了一种打印纳米光栅的技术,纳米光栅是以纳米尺度蚀刻在表面上的超小图案。它们以精确的方式操纵光,在量子通信中具有潜在的应用。

Gylfason说,直接在光纤尖端上3D打印任意玻璃结构的能力开辟了光子学的新领域。“通过弥合3D打印和光子学之间的差距,这项研究的意义是深远的,在微流控器件,MEMS加速度计和光纤集成量子发射器中具有潜在的应用,”他说。

阿斯顿获得100万英镑用于“彻底改变”微型光学设备

与此同时,英国伯明翰阿斯顿大学的研究人员已经获得了超过100万英镑(127万美元)的资金,用于开发非常小的光学设备,这些设备也可以安装在光纤表面。潜在的应用是制造业、信息技术和农业。

英国工程和物理科学研究委员会 (EPSRC) 为皮米表面纳米轴向光子学 (PicoSNAP) 项目提供了 1,167,290 英镑的赠款。该奖项将用于开发表面纳米级轴向光子学(SNAP)技术,该技术能够制造微型光子器件。

传统上,微观器件的精度受到原子大小的限制,制造技术稳定在几纳米。然而,由阿斯顿光子技术研究所 (AIPT) 的 Misha Sumetsky 教授开创的 PicoSNAP 技术使设备能够进一步缩小,以便可以以皮米为单位进行测量。

Sumetsky教授的目标是开发一种可靠的制造工艺,以生产出既超精确又易于复制的设备。如果成功,该项目不仅将带来一项新的革命性技术,还将提供具有以前无法实现的性能的微型光学器件,并为实际应用做好准备。

他说:“缺乏可靠、可扩展的皮米精度制造工艺仍然是一个主要障碍,而 SNAP 技术有可能以其卓越的精度和性能满足这一需求。该项目的目标是开发该工艺,这需要深入了解相关物理现象的深度,以及设计和制造对未来通信、光信号处理、微波和传感技术至关重要的新型微型器件。

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