1.000 Kali Lebih Kecil Dari Sebutir Pasir – Teknologi Serat Optik Terbaru Dapat Meningkatkan Kecepatan Web

Peneliti Swedia memiliki mikrooptik kaca silika cetak 3D pada serat optik, yang meningkatkan kecepatan dan konektivitas web. Teknik ini, yang lebih tangguh dan tepat, dapat merevolusi penginderaan jauh, farmasi, dan fotonik.

Untuk pertama kalinya di bidang komunikasi, para ilmuwan Swedia telah berhasil mencetak mikro-optik kaca silika 3D langsung ke ujung serat optik, space sekecil rambut manusia. Terobosan ini dapat menghasilkan kecepatan web yang lebih cepat dan peningkatan konektivitas, seiring dengan pengembangan sensor yang lebih kecil dan sistem pencitraan yang lebih ringkas.

Dilaporkan baru-baru ini di jurnal ACS Nanopara peneliti di KTH Royal Institute of Know-how di Stockholm mengatakan mengintegrasikan perangkat optik kaca silika dengan serat optik memungkinkan berbagai inovasi, termasuk sensor jarak jauh yang lebih sensitif terhadap lingkungan dan layanan kesehatan.

Teknik pencetakan yang mereka laporkan juga terbukti bermanfaat dalam produksi obat-obatan dan bahan kimia.

Lee-Lun Lai mendemonstrasikan pengaturan untuk mencetak struktur mikro kaca silika pada serat optik. Kredit: Lee-Lun Lai mendemonstrasikan pengaturan untuk mencetak struktur mikro kaca silika pada serat optik.

Kemajuan dalam Teknik Pencetakan

Profesor KTH Kristinn Gylfason mengatakan metode ini mengatasi keterbatasan yang sudah lama ada dalam penataan ujung serat optik dengan kaca silika, yang menurutnya sering kali memerlukan perlakuan suhu tinggi yang membahayakan integritas lapisan serat yang peka terhadap suhu. Berbeda dengan metode lainnya, prosesnya dimulai dengan bahan dasar yang tidak mengandung karbon. Artinya, suhu tinggi tidak diperlukan untuk mengeluarkan karbon agar struktur kaca menjadi transparan.

Penulis utama studi tersebut, Lee-Lun Lai, mengatakan para peneliti mencetak sensor kaca silika yang terbukti lebih tangguh dibandingkan sensor standar berbasis plastik setelah beberapa kali pengukuran.

Gambar mikroskopis dari struktur demonstrasi kaca yang dicetak pada ujung serat optik. Kredit: David Callahan

“Kami mendemonstrasikan sensor indeks bias kaca yang terintegrasi ke dalam ujung serat yang memungkinkan kami mengukur konsentrasi pelarut organik. Pengukuran ini merupakan tantangan bagi sensor berbasis polimer karena sifat korosif pelarutnya,” kata Lai.

“Struktur ini sangat kecil sehingga 1.000 di antaranya dapat ditampung di permukaan sebutir pasir, yang kira-kira seukuran sensor yang digunakan saat ini,” kata rekan penulis studi tersebut, Po-Han Huang.

Para peneliti juga mendemonstrasikan teknik untuk mencetak nanograting, pola ultra-kecil yang diukir pada permukaan pada skala nanometer. Ini digunakan untuk memanipulasi cahaya dengan cara yang tepat dan memiliki potensi penerapan dalam komunikasi kuantum.

Gylfason mengatakan kemampuan untuk mencetak 3D struktur kaca secara langsung pada ujung serat membuka batas baru dalam fotonik. “Dengan menjembatani kesenjangan antara pencetakan 3D dan fotonik, implikasi penelitian ini sangat luas, dengan potensi penerapan pada perangkat mikrofluida, akselerometer MEMS, dan pemancar kuantum yang terintegrasi dengan serat,” katanya.

Referensi: “Pencetakan 3D Kaca Mikro-Optik dengan Fitur Subwavelength pada Ujung Serat Optik” oleh Lee-Lun Lai, Po-Han Huang, Göran Stemme, Frank Niklaus dan Kristinn B. Gylfason, 29 Maret 2024, ACS Nano.
DOI: 10.1021/acsnano.3c11030

Studi ini didanai oleh Sweden Taiwan Analysis Initiatives 2019 dan Swedish Basis for Strategic Analysis.