斯德哥尔摩KTH皇家理工学院在光纤上3D打印玻璃传感器

斯德哥尔摩KTH皇家理工学院的研究人员开发出一种先进的方法,可将石英玻璃传感器直接 3D 打印到光纤尖端。该技术无需高温处理,因为高温处理可能会损害对温度敏感的光纤涂层的完整性。

这项研究发表在《ACS Nano》杂志上,展示了制造高弹性玻璃传感器的能力,这种传感器的性能明显优于传统的塑料传感器。这些传感器集成在光纤尖端上,可以测量有机溶剂的浓度——这对聚合物传感器来说是一项具有挑战性的任务,因为这些溶剂具有腐蚀性。

这些传感器非常小,一粒沙子的表面积上可以安装 1,000 多个传感器。这种尺寸的减小为环境监测和医疗保健领域的应用开辟了新的可能性。此外,研究人员还成功演示了纳米光栅的打印,纳米光栅是在纳米尺度上蚀刻到表面上的超小图案。这些结构用于高精度操纵光,并具有推动量子通信进步的潜力。

斯德哥尔摩KTH皇家理工学院在光纤上3D打印玻璃传感器

光纤尖端印刷玻璃演示结构的显微图像。(图片来源:KTH 皇家理工学院)

能够直接在光纤尖端上 3D 打印复杂且任意的玻璃结构,将推动微流体设备、MEMS 加速度计和光纤集成量子发射器的重大进步。Kristinn Gylfason 教授强调,这项技术弥合了 3D 打印和光子学之间的差距,为各个领域的未来技术发展提供了广泛的可能性。

通过将石英玻璃光学设备与光纤直接集成,该方法提高了传感器的弹性和精度,在具有挑战性的环境中提供强大的性能。这对药品和化学品生产以及环境和医疗保健监测的影响是巨大而深远的。

您可以通过下方链接阅读题为“光纤尖端上具有亚波长特征的玻璃微光学元件的 3D 打印”的研究论文。
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c11030

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