瑞士研究中心EPFL的一個項目現(xiàn)在已經(jīng)開發(fā)出一種 "玻璃中的玻璃 "的制造方法，它可以為三維幾何形狀復雜的致冷劑-二氧化硅微玻璃復合材料提供一種途徑，適合用于紅外成像和傳感。該技術(shù)發(fā)表在《光學快報》上，它涉及到在熔融石英模具內(nèi)創(chuàng)建成型的三維空腔，然后用致冷劑玻璃填充，形成與雕刻的石英模具結(jié)構(gòu)形狀相匹配的結(jié)構(gòu)。
EPFL的Enrico Casamenti說：“我們的技術(shù)可以為一系列新的光學設備打開大門，它可以用來制造紅外光路和任意形狀的紅外微光學器件，而這在以前是不可能的，因為紅外玻璃的可制造性差。”
據(jù)EPFL稱，所涉及的兩種材料，即熔融石英和致冷劑，提供了一種高指數(shù)對比的組合。除了其特定的光學特性外，熔融石英可作為機械和化學耐受性的支持，并為致冷劑微結(jié)構(gòu)提供保護，其本身也可能包含集成和封裝所需的額外功能。
中紅外光學器件的應用
這條制造路線受到金屬浸潤技術(shù)的啟發(fā)，首先使用飛秒激光在熔融石英上刻劃三維圖案，然后用濕法化學蝕刻去除激光照射的區(qū)域。然后，在加壓惰性氣體的協(xié)助下，熔融的硫化物玻璃被滲透到襯底腔中。
根據(jù)該團隊發(fā)表的論文，以這種方式生產(chǎn)的最小結(jié)構(gòu)的尺寸為30μm，但調(diào)整相關(guān)參數(shù)，如浸潤過程中使用的壓力或浸潤劑的粘度，應該會使這些極限進一步擴大。同樣的過程也被用來證明潤濕性差的金屬(如銀和金)對玻璃模具的浸潤，這些模具的特征大小約為2μm。
在試驗中，研究人員通過創(chuàng)建各種復雜的形狀，包括EPFL的標志，使用致冷劑IR玻璃和硅玻璃基底，展示了這種新方法。他們還表明，在蘇黎世聯(lián)邦理工學院同事的幫助下，他們創(chuàng)造的一些結(jié)構(gòu)可以有效地用于引導從量子級聯(lián)激光器發(fā)出的中紅外光。一個目標是將這種光學元件與中紅外范圍內(nèi)的光源一起使用，對適合在中紅外波長下使用的光學元件的研究進展已經(jīng)有一段時間了，特別是由于在生物成像中的潛在用途以及在該范圍內(nèi)有光譜反應的化學物種的數(shù)量。
Enrico Casamenti評論說：“例如，這些光學元件可用于光譜學和傳感應用，或用于創(chuàng)建一個小到可以集成到智能手機中的紅外相機?！?/p>
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