Способ фальсификации высокой пропускной свойстве открывает дверь для обширно распространенного принятия этого и других нанооптических структур, каковые сжимают и руководят светом методами, каковые недостижимы простой оптикой. Нанооптика имеет потенциал, что будет употребляться для отображения, спектроскопии и ощущения, и имела возможность оказать помощь ученым улучшить солнечные батареи, проектировать лучшие наркотики и сделать более стремительные полупроводники. Громадное препятствие коммерческому применению разработки, но, есть своим отнимающим большое количество времени производственным процессом.Новый способ фальсификации, названный нанопечатанием волокна, имел возможность отключить это узкое место.
Это было развито учеными из Молекулярного Литейного завода, расположенного в Национальной лаборатории Лоуренса Беркли Министерства энергетики (Berkeley Lab), в сотрудничестве с учеными от Хейворда, находящегося в Калифорнии на траверзе Разработки. Об их изучении информируют онлайн 10 мая в издании Scientific Reports.Их работа основывается на изучении Колокольни, которое было развито Молекулярными учеными Литейного завода четыре года назад. Его клиновидная, четырехсторонняя форма напоминает вершину башни с часами Колокольни в кампусе УКА Беркли.
Изучение организовано в конце оптоволокна и сосредотачивает интенсивный пучок света на значительно меньшее место, чем вероятно с текущей оптикой. Это разрешает спектроскопическое отображение в резолюции 100 времена, больше, чем простая спектроскопия, которая лишь причиняет на карту средний состав материала.Наоборот, изучение Колокольни может изображение состав молекулы молекулой наночастиц и других материалов.
Ученые смогут применять его, дабы изучить нанопровод на небольшие недостатки, к примеру, приводя к новым методам улучшить нанопроводы для применения в более действенных солнечных батареях.Но изготовление изучений Колокольни было наукой части и мастерством части. То же самое относится к вторым нанооптическим устройствам, таким как разделители и микроскопические линзы луча, каковые разделяют один луч света на пара.
Эти устройства требуют размалывания 3D формы с изюминками масштаба sub-100-nanometer на наконечнике узкого волокна, которое намного более хитро, чем изготовление наноструктуры на плоской поверхности, таковой как вафля.«В то время, когда мы сперва сделали изучение Колокольни, мы ваяли его с лучом иона как Микеланджело.
Потребовалось примерно месяц», говорит Стефано Кабрини, директор Нанозавода на Молекулярном Литейном заводе. «Тот темп прекрасно для приложений изучения, но отсутствие способа массовой фальсификации запретило более широкое применение нанооптических устройств».Это – то, где нанопечатание волокна входит. Его первый ход есть самым трудоемким: Ученые создают форму с правильными размерами нанооптического устройства, которое они желают напечатать.
Для изучения Колокольни это указывает форму наноразмерных изюминок изучения, включая эти четыре стороны и световое излучение промежуток 70 миллимикронов шириной в вершине пирамиды.«Эта форма может занять пара недель, дабы сделать, но нам лишь необходимо один, и после этого мы можем начать печатать», растолковывает Кейко Мунечика на траверзе Разработок, каковые сотрудничали с Молекулярным Литейным заводом, дабы развивать процесс фальсификации как часть программы Передачи разработки Малого бизнеса Министерства энергетики.
Пара второй на траверзе Технологические ученые содействовали данной работе, включая Александра Кошелева. Компания сейчас коммерциализирует разные основанные на волокне нанооптические устройства (см. дополнительную данные).
По окончании того, как форма создана, это прочь к гонкам. Форма заполнена особой смолой и после этого помещенная на оптоволокне.
Инфракрасный свет отправляют через волокно, которое разрешает ученым измерить правильное выравнивание формы относительно волокна. В случае если все контролирует, Ультрафиолетовый свет отправляют через волокно, которое усиливает смолу.
Последний ход металлизации покрывает стороны изучения с золотыми слоями. Итог скоро печатный – не придирчиво ваяемый – изучение Колокольни.
«Мы можем сделать это неоднократно и сделать изучение каждыми несколькими минутами», говорит Мунечика.Имеется пара преимуществ для более стремительного производственного темпа.
Изучения колокольни хрупки, и сейчас вероятно дать исследователям партию , если любой ломается. Плюс он легче оптимизировать нанооптические устройства, в случае если ученые в состоянии обеспечить обратную сообщение на работе устройства, и улучшенная партия скоро развита для предстоящего тестирования. Способ фальсификации может кроме этого быть применен к любому нанооптическому устройству и до сих пор употреблялся, дабы создать линзы Френеля и разделители луча в дополнение к изучению Колокольни.
«Вместо того, дабы ваять единственное в собственном роде устройство как Микеланджело, мы сейчас берем уникальный шедевр, делаем отпечаток из него и создаем большое количество правильных копий в стремительной последовательности», говорит Кабрини. «Это – новая свойство, которую Молекулярный Литейный завод может дать научному сообществу».