據(jù)麥姆斯咨詢報(bào)道，瑞典斯德哥爾摩皇家理工學(xué)院（KTH Royal Institute of Technology）的研究人員首次在光纖尖端（其表面小至只有人類頭發(fā)絲橫截面大小）上3D打印了石英玻璃微光學(xué)器件。這一技術(shù)進(jìn)展有望實(shí)現(xiàn)更快的互聯(lián)網(wǎng)速度和更好的的連接性，以及更小的傳感器和成像系統(tǒng)等創(chuàng)新。

上述研究成果已發(fā)表于ACS Nano期刊，據(jù)論文介紹，將石英玻璃光學(xué)器件與光纖集成可實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)創(chuàng)新，包括用于環(huán)境和醫(yī)療保健的更靈敏的遠(yuǎn)程傳感器。這項(xiàng)3D打印制造技術(shù)在制藥和化學(xué)品生產(chǎn)領(lǐng)域也有很高的應(yīng)用價(jià)值。

KTH教授Kristinn Gylfason說道：“這種方法克服了長(zhǎng)期以來利用石英玻璃構(gòu)造光纖尖端結(jié)構(gòu)的局限性，過去的方法通常需要高溫處理，這會(huì)損害對(duì)溫度敏感的光纖涂層的完整性。”

與其它方法不同的是，KTH開發(fā)的3D打印工藝始于不含碳的基礎(chǔ)材料。這意味著其工藝不需要高溫來去除碳，以使玻璃結(jié)構(gòu)變得透明。

該論文第一作者Lee-Lun Lai介紹說：“研究人員使用3D打印實(shí)現(xiàn)了一種石英玻璃傳感器，經(jīng)過多次測(cè)量后證明，這種傳感器比標(biāo)準(zhǔn)的塑料傳感器更有彈性。”

Lee-Lun Lai介紹稱：“我們展示了一種在光纖尖端上集成的玻璃折射率傳感器，它使我們能夠測(cè)量有機(jī)溶劑的濃度。由于溶劑通常具有的腐蝕性，這種濃度測(cè)量對(duì)于傳統(tǒng)基于聚合物的傳感器來說具有挑戰(zhàn)性。”

研究人員還展示了一種3D打印納米圖案的技術(shù)，在納米級(jí)表面上蝕刻超微圖案。這些圖案可用于精確操控光線，在量子通信領(lǐng)域具有潛在應(yīng)用價(jià)值。

Gylfason教授稱：“在光纖尖端上直接3D打印任意玻璃結(jié)構(gòu)的能力，開辟了光子學(xué)研究的新領(lǐng)域。這項(xiàng)研究意味著在3D打印和光子學(xué)之間搭建了橋梁，意義非常深遠(yuǎn)，有望將其應(yīng)用于微流控、MEMS傳感器以及光纖集成量子發(fā)射器等。”

論文鏈接：
https://doi.org/10.1021/acsnano.3c11030

審核編輯：劉清