1.000 Volte più Piccoli di un Granello di Sabbia: Sensori di Vetro Stampati in 3D su Fibra Ottica
Pubblicazione sottoposta a revisione paritaria KTH, ISTITUTO REALE DI TECNOLOGIA
Per la prima volta nel settore delle comunicazioni, i ricercatori svedesi hanno utilizzato la stampa 3D per creare micro-ottiche di vetro di silice sulle estremità delle fibre ottiche, superfici piccole quanto un capello umano. Questo progresso potrebbe portare a una connessione Internet più rapida e migliorare la connettività, oltre a consentire la creazione di sensori più piccoli e sistemi di imaging avanzati.
Innovazioni nella Stampa 3D di Micro-Ottiche
Secondo uno studio pubblicato sulla rivista ACS Nano, i ricercatori del KTH Royal Institute of Technology di Stoccolma hanno integrato dispositivi ottici in vetro di silice con fibre ottiche. Questa tecnica apre la strada a molteplici innovazioni, tra cui sensori remoti più sensibili per l’ambiente e il settore sanitario. Le tecniche descritte potrebbero risultare preziose anche nella produzione di prodotti farmaceutici e chimici.
Il professor Kristinn Gylfason del KTH spiega che il nuovo metodo supera i limiti delle tecniche tradizionali nella strutturazione delle punte delle fibre ottiche con vetro di silice, che spesso richiedono trattamenti ad alta temperatura compromettendo l’integrità dei rivestimenti sensibili al calore. A differenza di questi metodi, il nuovo processo utilizza un materiale di base privo di carbonio, eliminando la necessità di alte temperature per rendere trasparente la struttura del vetro.
Resistenza e Precisione dei Sensori di Vetro
Lee-Lun Lai, autore principale dello studio, sottolinea che i ricercatori hanno stampato un sensore in vetro di silice che ha dimostrato essere più resistente rispetto ai sensori standard in plastica dopo diverse misurazioni. “Abbiamo dimostrato un sensore dell’indice di rifrazione del vetro integrato sulla punta della fibra, che ci ha permesso di misurare la concentrazione di solventi organici. Questa misurazione è particolarmente difficile per i sensori a base polimerica a causa della corrosività dei solventi,” afferma Lai.
Po-Han Huang, coautore dello studio, aggiunge: “Queste strutture sono così piccole che se ne potrebbero inserire 1.000 sulla superficie di un granello di sabbia, che è all’incirca la dimensione dei sensori utilizzati oggi”.
Applicazioni nella Comunicazione Quantistica
I ricercatori hanno inoltre sviluppato una tecnica per stampare nanogratature, modelli ultra-piccoli incisi su superfici su scala nanometrica, utilizzati per manipolare la luce in modi precisi. Queste nanogratature potrebbero avere applicazioni significative nella comunicazione quantistica.
Nuove Frontiere nella Fotonica
Gylfason evidenzia che la capacità di stampare in 3D strutture di vetro direttamente sulle punte delle fibre ottiche apre nuove possibilità nella fotonica. “Colmando il divario tra la stampa 3D e la fotonica, le implicazioni di questa ricerca sono ampie, con potenziali applicazioni in dispositivi microfluidici, accelerometri MEMS ed emettitori quantistici integrati in fibra,” afferma.
Riferimenti
- Rivista: ACS Nano
- Metodo di Ricerca: Studio osservazionale
- Oggetto della Ricerca: Non applicabile
- Titolo dell’Articolo: “Stampa 3D di micro-ottiche in vetro con caratteristiche di lunghezza d’onda secondaria su punte di fibra ottica”
