Wetenschappers van de ITMO University hebben een nieuwe technologie voorgesteld voor het maken van optische microgolfgeleiders met behulp van inkjetprinten. Met behulp van deze methode, het is mogelijk om snel golfgeleiders te maken met de nodige parameters zonder dure apparatuur en complexe procedures. De nieuwe technologie is geoptimaliseerd voor de productie van optische elementen op industriële schaal. De resultaten zijn gepubliceerd in Geavanceerde optische materialen op 20 november 2018.

Vandaag, optische vezel wordt veel gebruikt in communicatie. Echter, naarmate apparaten kleiner worden, wetenschappers en ingenieurs proberen op microschaal een analoog van vezels te creëren. Dergelijke apparaten worden golfgeleiders genoemd.

De meeste onderzoekers suggereren nu complexe en dure technologieën voor het maken van golfgeleiders, bijvoorbeeld, laserablatie of fotolithografie. Dit zijn tijdrovende procedures die complexe apparatuur vereisen, zeldzame materialen en extra monsterverwerking. Wetenschappers van de ITMO University bieden nu een alternatieve methode voor het maken van optische microgolfgeleiders, gebaseerd op een gemeenschappelijke inkjettechnologie.

Waveguide printen begint met de voorbereiding van speciale inkt. Het belangrijkste ingrediënt is een gesuspendeerde oplossing, of sol, van titaandioxide nanodeeltjes. Er is gekozen voor een dergelijk materiaal vanwege de hoge brekingsindex, die nodig is voor de golfgeleider om het signaal te geleiden. Om geschikte inktparameters te verkrijgen, de wetenschappers selecteerden de oplosmiddelen, de concentratie van het hoofdbestanddeel en de oppervlakteactieve stoffen. De inkjetprinter brengt het materiaal volgens een bepaalde geometrie aan op een schoon glassubstraat.

"Het kenmerk van ons werk is dat we de materiaalkeuze hebben uitgelegd, werkende golflengte en golfgeleidergeometrie, in plaats van een eenvoudige beschrijving van eigenschappen en methoden. Echter, het belangrijkste voordeel is een eenvoudige en goedkope methode die geschikt is voor de industrie. De resultaten bevestigden dat de methode kan worden aangepast zonder afbreuk te doen aan de kwaliteit, " zegt Anastasia Klestova, lid van SCAMT Laboratory van ITMO University.

Momenteel, wetenschappers werken niet alleen aan de industriële aanpassing van waveguide-inkjetprinten. De nabije plannen van het laboratorium omvatten het toepassen van inkjetprinten voor het creëren van andere elementen die nodig zijn voor het verwerken van het optische signaal.

"Het moeilijkste onderdeel voor de engineering van geavanceerde apparaten is het creëren van efficiënte signaaltransportlijnen. Onze oplossing verwijdert alle belangrijke beperkingen op dit gebied en ik twijfel er niet aan dat we binnenkort fotoncomputerapparaten met golfgeleiders zullen zien die met onze methode zijn gemaakt, " zegt Alexander Vinogradov, onderzoeker aan het SCAMT-laboratorium van ITMO University.