Por primera vez en el mundo de las comunicaciones, investigadores suecos imprimieron en 3D microópticas de vidrio de sílice en las puntas de fibras ópticas, superficies tan pequeñas como la sección transversal de un cabello humano. El avance podría permitir una Internet más rápida y una conectividad mejorada, así como innovaciones como sensores y sistemas de imágenes más pequeños.
Reportaje en la revista ACS Nano , investigadores del KTH Royal Institute of Technology de Estocolmo afirman que la integración de dispositivos ópticos de vidrio de sílice con fibras ópticas permite múltiples innovaciones, incluidos sensores remotos más sensibles para el medio ambiente y el cuidado de la salud.
Las técnicas de impresión que informan también podrían resultar valiosas en la producción de productos farmacéuticos y químicos.
La profesora de KTH Kristinn Gylfason dice que el método supera las limitaciones de larga data en la estructuración de puntas de fibra óptica con vidrio de sílice, que, según él, a menudo requieren tratamientos de alta temperatura que comprometen la integridad de los recubrimientos de fibra sensibles a la temperatura.
A diferencia de otros métodos, el proceso comienza con un material base que no contiene carbono. Eso significa que no se necesitan altas temperaturas para eliminar el carbono y hacer que la estructura del vidrio sea transparente.
El autor principal del estudio, Lee-Lun Lai, dice que los investigadores imprimieron un sensor de vidrio de sílice que demostró ser más resistente que un sensor estándar de plástico después de múltiples mediciones.
"Hemos demostrado un sensor de índice de refracción de vidrio integrado en la punta de fibra que nos permitió medir la concentración de disolventes orgánicos. Esta medición supone un desafío para los sensores basados en polímeros debido a la corrosividad de los disolventes", afirma Lai.
"Estas estructuras son tan pequeñas que podrían caber 1.000 de ellas en la superficie de un grano de arena, que es aproximadamente el tamaño de los sensores que se utilizan hoy en día", dice el coautor del estudio, Po-Han Huang.
Los investigadores también demostraron una técnica para imprimir nanorejillas, patrones ultrapequeños grabados en superficies a escala nanométrica. Se utilizan para manipular la luz de forma precisa y tienen aplicaciones potenciales en la comunicación cuántica.
Gylfason afirma que la capacidad de imprimir en 3D estructuras de vidrio arbitrarias directamente sobre la punta de la fibra abre nuevas fronteras en la fotónica. "Al cerrar la brecha entre la impresión 3D y la fotónica, las implicaciones de esta investigación son de gran alcance, con aplicaciones potenciales en dispositivos de microfluidos, acelerómetros MEMS y emisores cuánticos integrados en fibra", afirma.
Más información: Lee-Lun Lai et al, Impresión 3D de microópticas de vidrio con características de sublongitud de onda en puntas de fibra óptica, ACS Nano (2024). DOI:10.1021/acsnano.3c11030.
Información de la revista: ACS Nano
Proporcionado por KTH Royal Institute of Technology
