比沙粒小1000倍的二氧化硅微光学器件可提升网速、改进传感器和成像系统

瑞典研究人员在光纤上三维打印了硅玻璃微光学器件，从而提高了网速和连接性。这种技术更灵活、更精确，可彻底改变遥感、制药和光子学。在通信领域，瑞典研究人员首次成功地将二氧化硅玻璃微光学器件直接 3D 打印到光纤的尖端，其面积极小，只有人的头发横截面那么大。这一突破可能带来更快的网速和更强的连接性，同时还能开发出更小的传感器和更紧凑的成像系统。

瑞典研究人员通过在光纤上开发二氧化硅玻璃微光学器件，对 3D 打印技术进行了创新，有望加快互联网速度、改进传感器和先进成像系统，同时避免高温对光纤涂层造成损坏。资料来源：大卫-卡拉汉

斯德哥尔摩皇家理工学院（KTH Royal Institute of Technology）的研究人员在《ACS Nano》杂志上报告说，将硅玻璃光学器件与光纤集成可实现多种创新，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在药品和化学品生产中也很有价值。

Lee-Lun Lai 演示在光纤上打印硅玻璃微结构的设置。图片来源：Lee-Lun Lai 演示在光纤上打印硅玻璃微结构的设置。

印刷技术的进步

KTH 教授克里斯汀-吉尔法森（Kristinn Gylfason）说，这种方法克服了长期以来用硅玻璃制造光纤尖端结构的局限性，他说，这种方法通常需要高温处理，会损害对温度敏感的光纤涂层的完整性。与其他方法不同的是，该工艺从不含碳的基础材料开始。这意味着不需要高温来去除碳，从而使玻璃结构透明。

该研究的主要作者黎李伦说，研究人员打印了一种硅玻璃传感器，经过多次测量后证明，这种传感器比标准的塑料传感器更有弹性。

光纤尖端印刷玻璃演示结构的显微图像。资料来源：David Callahan

"我们展示了一种集成在光纤尖端的玻璃折射率传感器，它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来说具有挑战性，"Lai 说。

这项研究的合著者黄宝汉说："这些结构非常小，可以在一粒沙子的表面安装 1000 个这样的结构，这与目前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图案的技术，这是一种蚀刻在纳米级表面上的超小型图案。这些图案可用于精确操纵光线，在量子通信中具有潜在的应用价值。

吉尔法森说，在光纤尖端直接三维打印任意玻璃结构的能力开辟了光子学的新领域。他说："通过弥合 3D 打印和光子学之间的差距，这项研究的意义非常深远，有可能应用于微流控设备、MEMS 加速计和光纤集成量子发射器。"

编译来源：ScitechDaily