光纖尖端上3D打印的玻璃折射率傳感器，可測量有機溶劑的濃度

據(jù)麥姆斯咨詢報道，瑞典斯德哥爾摩皇家理工學院（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?。┥?D打印了石英玻璃微光學器件。這一技術(shù)進展有望實現(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，將石英玻璃光學器件與光纖集成可實現(xiàn)多項創(chuàng)新，包括用于環(huán)境和醫(yī)療保健的更靈敏的遠程傳感器。這項3D打印制造技術(shù)在制藥和化學品生產(chǎn)領域也有很高的應用價值。

KTH教授Kristinn Gylfason說道：“這種方法克服了長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，這會損害對溫度敏感的光纖涂層的完整性?！?/p>

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打印實現(xiàn)了一種石英玻璃傳感器，經(jīng)過多次測量后證明，這種傳感器比標準的塑料傳感器更有彈性?！?/p>

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，它使我們能夠測量有機溶劑的濃度。由于溶劑通常具有的腐蝕性，這種濃度測量對于傳統(tǒng)基于聚合物的傳感器來說具有挑戰(zhàn)性?！?/p>

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，在量子通信領域具有潛在應用價值。

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，開辟了光子學研究的新領域。這項研究意味著在3D打印和光子學之間搭建了橋梁，意義非常深遠，有望將其應用于微流控、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