На оптоволокне напечатали стеклянный датчик в тысячу раз меньше песчинки

Возможность подключение функциональных материалов и структур к кончику оптического волокна открыла в недавние годы интересные перспективы создания устройств в области зондирования, получения изображений и оптического захвата. Взаимодействие между направленным светом и устройством обладает преимуществом низкого вносимого затухания и совместимости со стандартными оптоэлектронными компонентами.

Однако, как заметили исследователи, размеры и хрупкость среза волокна представляют определенную трудность для стандартных технологических процессов, разработанных для плоских подложек. Новая технология решает и эту проблему, и трудности с интеграцией структур из кварцевого стекла, когда высокотемпературная обработка подрывает целостность чувствительной к температуре оболочки волокон.

В отличие от других подходов, этот процесс начинается с материала, не содержащего углерод. Это значит, что стеклянная структура приобретает прозрачность без необходимости в высокой температуре, https://interestingengineering.com/innovation/microscopic-gl... IE.

Трехмерная печать неорганических стеклянных структур на кончике оптоволокна состоит из четырех шагов. После подготовки и закрепления на волокно капают 40-процентным раствором силсесквиоксана водорода (HSQ) в толуоле, получая конический слой толщиной примерно 100 мкм. Третьим этапом 650-нм лазер освещает сердцевину волокна. Наконец, четвертый этап – прямая лазерная литография. Фемтосекундный лазер избирательно отверждает HQS.

«Эти структуры настолько малы, что на одну песчинку – приблизительно размер современного датчика – можно поместить 1000 штук», - сказал Хуан Похань, один из исследователей из Королевского технологического института.

Результаты испытаний показали, что технология решает ряд проблем, в частности, повреждения оболочки оптического волокна. Авторы исследования убеждены, что 3D-печать стеклянных структур прямо на оптоволокно позволит достичь новых высот в фотонике.

Японские инженеры https://hightech.plus/2023/12/04/rekordnoe-optovolokno-pered... оптическое волокно, способное в секунду передавать в 20 раз больше информации, чем создает весь мировой интернет-трафик — 22,9 Пбит/с. После небольших улучшений и оптимизации технология позволит достигать еще больших скоростей — 24,7 Пбит/с.