В 1000 раз меньше песчинки, новейшая волоконно-оптическая технология ускорения сети

Этот прорыв может привести к появлению таких инноваций, как более быстрый Интернет и улучшенная связь, а также более компактные датчики и системы формирования изображений.
Недавно исследователи из Швеции совершили технологический прорыв, впервые успешно изготовив микрооптические элементы из кремниевого стекла на кончике оптического волокна с помощью технологии 3D-печати. ​​Поверхность этой микрооптики такая же мала, как поперечное сечение человеческого волоса, и в 1,000 раз меньше песчинки.
По словам исследователей, эта инновационная технология обещает значительно увеличить скорость Интернета, улучшить качество соединения и стимулировать разработку более компактных, но чувствительных датчиков и систем визуализации.
В журнале ACS Nano они сообщают, что прямая интеграция оптики из кремниевого стекла с оптическими волокнами может не только привести к технологическим инновациям в области дистанционных датчиков для мониторинга окружающей среды и здравоохранения, но и может оказаться бесценной в производстве фармацевтических препаратов и химикатов.
Исследовательская группа Королевского технологического института KTH под руководством профессора Кристинн Гилфасон преодолела трудности высокотемпературной обработки кварцевого стекла во время изготовления волоконно-оптических наконечников. В то время как традиционные методы обработки кварцевого стекла могут привести к повреждению чувствительного к температуре покрытия оптического волокна, эта новая технология обеспечивает прозрачность стеклянной структуры без необходимости высокотемпературной обработки, начиная с безуглеродной подложки.
В ходе многочисленных экспериментов исследовательская группа успешно напечатала датчик из кварцевого стекла, который более устойчив, чем традиционные пластиковые датчики. Ли-Лун Лай, первый автор статьи, сказал: «Мы продемонстрировали датчик показателя преломления из стекла, встроенный в кончик оптического волокна, который может измерять концентрацию органических растворителей. Это измерение является проблемой для датчиков на основе полимеров из-за коррозионной природы растворителей».
По-Хан Хуан, еще один соавтор исследования, далее отметил: «Эти структуры настолько малы, что их можно было бы установить на поверхности песчинки, что примерно соответствует размеру датчиков, используемых сегодня».
Кроме того, исследовательская группа продемонстрировала технологию печати нанорешеток, которая позволяет точно манипулировать светом в наномасштабе, открывая новые возможности для квантовой коммуникации.
Профессор Гилфасон сказал, что возможность 3D-печати произвольных стеклянных структур непосредственно на кончике оптического волокна открывает новые возможности в области фотоники. Он сказал: «За счет преодоления разрыва между 3D-печатью и фотоникой, последствия этого исследования являются далеко идущими, и оно покажет потенциальные приложения в ряде областей, таких как микрофлюидные устройства, акселерометры MEMS и волоконно-оптические интегрированные квантовые излучатели».
Этот технологический прорыв, как ожидается, не только приведет к качественному скачку в скорости Интернета и качестве соединения, но и обеспечит новое направление для развития сенсорных технологий и систем визуализации. С дальнейшими исследованиями и применением этих миниатюрных оптических компонентов мы ожидаем увидеть больше инновационных продуктов и решений в будущем.