Forscher haben Mikrooptiken aus Quarzglas mit einem 3D-Drucker direkt auf Glasfasern gedruckt. Das Ergebnis: Die Technik könnte die Internetgeschwindigkeit drastisch erhöhen.
Beim Internetausbau gab es in den vergangenen Jahren vielerorts Fortschritte. Inzwischen besitzen die meisten Haushalte einen Breitbandanschluss. Gleichzeitig empfängt ein kleinerer Anteil bereits Daten mit über einem Gigabit pro Sekunde. Da immer größere Datenmengen über die internationalen Internetknoten fließen, arbeiten Wissenschaftler weiterhin an noch schnelleren und zuverlässigeren Übertragungstechniken.
Schwedische Forscher entwickelten kürzlich eine Methode, um Mikrooptiken aus Quarzglas direkt auf Glasfasern zu drucken. Der Ansatz verspricht nicht nur eine höhere Internetgeschwindigkeit, sondern auch verbesserte Sensoren und fortschrittliche Bildgebungssysteme. Die Technik vermeidet dabei Schäden an den empfindlichen Beschichtungen der Glasfasern, die durch hohe Temperaturen verursacht werden können.
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Mikrooptiken aus dem 3D-Drucker sollen Internetgeschwindigekeit erhöhen
Die Methode überwindet bisherige Einschränkungen beim Strukturieren von Glasfaserenden mit Quarzglas. Denn dieser Prozess benötigt oft hohe Temperaturen, um den Kohlenstoff zu entfernen und die Glasstruktur transparent zu machen. Das neue Verfahren starten mit einem Basismaterial ohne Kohlenstoff, wodurch hohe Temperaturen vermieden werden können. Das Team demonstrierte dabei die Herstellung eines Quarzglassensors, der robuster als herkömmliche Kunststoffsensoren ist.
Dieser Sensor erwies sich als widerstandsfähiger und konnten die Konzentration organischer Lösungsmittel messen. Für Kunststoffsensoren stellt das weiterhin eine Herausforderung dar, da Lösungsmittel die Sensor schnell korrodieren lassen. Die gedruckte Glasstruktur ist wiederum so klein, dass 1.000 Mikrooptiken auf die Oberfläche eines einzigen Sandkorns passen.
Einsatz in medizinischen Geräten und Quantennetzwerken möglich
Die Forscher demonstrierten auch eine Technik zum Drucken von Nanogittern als ultrakleine Muster, die Licht auf präzise Weise manipulieren können. Diese Nanogitter finden in der Quantenkommunikation Anwendung, da sie die Kontrolle und Manipulation von Licht auf Nano-Ebene ermöglichen. Das Forschungsteam betont außerdem, dass die Fähigkeit, beliebige Glasstrukturen direkt auf Glasfasern zu drucken, neue Möglichkeiten in der Photonik eröffnen kann.
Diese Forschung soll weitreichende Anwendungen finden, darunter in Mikrofluidikgeräte, MEMS-Beschleunigungsmessern und in faserintegrierten Quantenemittern. Zudem könnte die Technik auch in der Produktion von Arzneimitteln und Chemikalien von Nutzen sein, indem sie präzisere und widerstandsfähigere Sensoren und Geräte ermöglicht.
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