Forskare från ITMO University har föreslagit en ny teknik för att skapa optiska mikrovågledare med bläckstråleskrivare. Med denna metod, det är möjligt att snabbt skapa vågledare med nödvändiga parametrar utan dyr utrustning och komplexa procedurer. Den nya tekniken är optimerad för produktion av optiska element i industriell skala. Resultaten publiceras i Avancerade optiska material den 20 november 2018.

I dag, optisk fiber används ofta i kommunikation. Dock, när enheterna blir mindre, forskare och ingenjörer försöker skapa en analog av fiber i mikroskala. Sådana anordningar kallas vågledare.

De flesta forskare föreslår nu komplex och dyr teknik för att skapa vågledare, till exempel, laserablation eller fotolitografi. Detta är tidskrävande procedurer som kräver komplex utrustning, sällsynta material och ytterligare provbehandling. Forskare från ITMO University erbjuder nu en alternativ metod för att skapa optiska mikrovågledare, baserad på en vanlig bläckstråle -teknik.

Waveguide -utskrift börjar med att förbereda specialbläck. Dess huvudingrediens är en suspenderad lösning, eller sol, av titandioxid nanopartiklar. Ett sådant material valdes på grund av det höga brytningsindexet, vilket är nödvändigt för att vågledaren ska leda signalen. För att uppnå lämpliga bläckparametrar, forskarna valde lösningsmedlen, koncentrationen av huvudkomponenten och tensiderna. Bläckstråleskrivaren applicerar materialet enligt en given geometri på ett rent glasunderlag.

"Funktionen i vårt arbete är att vi förklarade materialvalet, arbetsvåglängd och vågledargeometri, istället för enkel beskrivning av egenskaper och metoder. Dock, den största fördelen är en enkel och billig metod som lämpar sig för industrin. Resultaten bekräftade att metoden kan anpassas utan att kompromissa med kvaliteten, säger Anastasia Klestova, medlem i SCAMT Laboratory vid ITMO University.

För närvarande, forskare arbetar inte bara med den industriella anpassningen av vågledarbläckstråleskrivare. De närmaste planerna för laboratoriet inkluderar applicering av bläckstråleskrivare för att skapa andra element som är nödvändiga för bearbetning av den optiska signalen.

"Den svåraste delen för konstruktion av avancerade enheter är skapandet av effektiva signaltransportlinjer. Vår lösning tar bort alla stora begränsningar på detta område och jag har ingen tvekan om att vi snart kommer att se fotonberäkningsenheter med vågledare skapade med vår metod, säger Alexander Vinogradov, forskare vid SCAMT Laboratory vid ITMO University.