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    Sonda de imagem impressa na ponta da fibra óptica

    Um novo processo chamado nanoimpressão de fibra está acelerando a fabricação de dispositivos nano-ópticos, como esta sonda Campanile em forma de pirâmide impressa em uma fibra óptica (capturada em uma imagem de microscópio eletrônico de varredura). A camada de ouro é adicionada após a impressão. A lacuna no topo tem 70 nanômetros de largura, ou 0,000002 polegadas ou 100 vezes menor do que um único glóbulo vermelho. Crédito:Departamento de Energia dos EUA

    Combinando velocidade com incrível precisão, uma equipe de cientistas da Molecular Foundry e usuários da indústria desenvolveu uma maneira de imprimir dispositivos extremamente pequenos na ponta de uma fibra de vidro tão fina quanto um cabelo humano. Esses minúsculos dispositivos comprimem e manipulam a luz com precisão de maneiras que são impossíveis de alcançar pela ótica convencional. A abordagem da equipe, chamada de nanoimpressão de fibra, constrói pontas 30 vezes mais rápido do que a abordagem de escultura de hoje. O caminho para aumentar a escala é imprimir muitas pontas em vez de esculpir pontas individuais.

    A ótica minúscula pode ajudar a melhorar o design de células solares, produtos farmacêuticos e semicondutores. A nanoimpressão de fibra acelera a produção de nano-óptica de várias por mês a várias por dia. A técnica abre as portas para a fabricação em massa de dispositivos nano-ópticos para uso generalizado.

    A nano-óptica tem potencial para ser usada para geração de imagens, de detecção, e espectroscopia, e poderia ajudar os cientistas a melhorar as células solares, projetar drogas melhores, e fazer semicondutores mais rápidos. Um grande obstáculo para o uso comercial da tecnologia, Contudo, é o seu processo de produção demorado. O novo método de fabricação, chamada de nanoimpressão de fibra, poderia desligar esse gargalo. Foi desenvolvido por cientistas da Molecular Foundry em parceria com usuários de Hayward, ABeam Technologies com base em CA.

    Seu trabalho baseia-se na sonda Campanile, que foi desenvolvido por cientistas da Molecular Foundry quatro anos atrás e permite imagens espectroscópicas com uma resolução 100 vezes maior do que a espectroscopia convencional. A fabricação de sondas Campanile tem sido parte ciência e arte. O mesmo se aplica a outros dispositivos nano-ópticos, como lentes microscópicas e divisores de feixe, que divide um feixe de luz em vários. Esses dispositivos exigem a fresagem de uma forma 3-D com recursos de escala abaixo de 100 nanômetros na ponta de uma fibra fina, o que é muito mais complicado do que fabricar uma nanoestrutura em uma superfície plana, como um wafer.

    É aí que entra a nanoimpressão de fibra. Sua primeira etapa é a mais demorada:os cientistas criam um molde com as dimensões precisas do dispositivo nano-óptico que desejam imprimir. Para a sonda Campanile, isso significa um molde dos recursos em nanoescala da sonda, incluindo os quatro lados e a lacuna emissora de luz de 70 namômetro no topo da pirâmide. Depois que o molde é criado, é preenchido com uma resina especial e posicionado sobre uma fibra óptica. A luz infravermelha é enviada através da fibra, o que permite aos cientistas medir o alinhamento exato do molde em relação à fibra. Se tudo estiver certo, a luz ultravioleta é enviada através da fibra, que endurece a resina. Uma etapa final de metalização reveste as laterais da sonda com camadas de ouro. O resultado é uma sonda Campanile impressa rapidamente - não meticulosamente esculpida -. Fazendo isso repetidamente, a equipe pode fazer uma investigação a cada poucos minutos.

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