光纤尖端上3D打印的玻璃折射率传感器，可测量有机溶剂的浓度

据麦姆斯咨询报道，瑞典斯德哥尔摩皇家理工学院（KTH Royal Institute of Technology）的研究人员首次在光纤尖端（其表面小至只有人类头发丝横截面大小）上3D打印了石英玻璃微光学器件。这一技术进展有望实现更快的互联网速度和更好的的连接性，以及更小的传感器和成像系统等创新。

上述研究成果已发表于ACS Nano期刊，据论文介绍，将石英玻璃光学器件与光纤集成可实现多项创新，包括用于环境和医疗保健的更灵敏的远程传感器。这项3D打印制造技术在制药和化学品生产领域也有很高的应用价值。

KTH教授Kristinn Gylfason说道：“这种方法克服了长期以来利用石英玻璃构造光纤尖端结构的局限性，过去的方法通常需要高温处理，这会损害对温度敏感的光纤涂层的完整性。”

与其它方法不同的是，KTH开发的3D打印工艺始于不含碳的基础材料。这意味着其工艺不需要高温来去除碳，以使玻璃结构变得透明。

该论文第一作者Lee-Lun Lai介绍说：“研究人员使用3D打印实现了一种石英玻璃传感器，经过多次测量后证明，这种传感器比标准的塑料传感器更有弹性。”

Lee-Lun Lai介绍称：“我们展示了一种在光纤尖端上集成的玻璃折射率传感器，它使我们能够测量有机溶剂的浓度。由于溶剂通常具有的腐蚀性，这种浓度测量对于传统基于聚合物的传感器来说具有挑战性。”

研究人员还展示了一种3D打印纳米图案的技术，在纳米级表面上蚀刻超微图案。这些图案可用于精确操控光线，在量子通信领域具有潜在应用价值。

Gylfason教授称：“在光纤尖端上直接3D打印任意玻璃结构的能力，开辟了光子学研究的新领域。这项研究意味着在3D打印和光子学之间搭建了桥梁，意义非常深远，有望将其应用于微流控、MEMS传感器以及光纤集成量子发射器等。”

论文链接：
https://doi.org/10.1021/acsnano.3c11030

审核编辑：刘清