Fotonické součástky pro práci se světlem by se mohly stát základem energeticky úspornějších optických počítačů. Je ale obtížně vytvářet dostatečně jemné trojrozměrné optické struktury. Odborníci MIT proto vyvinuli technologii implozivní řezby (implosion carving), která dovoluje zmenšit vytvořené struktury na pouhou dvoutisícinu původního objemu.
Pro přesné ovládání viditelného světla jsou zapotřebí struktury s detaily menšími než 100 nm. Nová metoda vyvinutá na MIT vychází z hydrogelu, do něhož laser nejprve zaznamená požadovaný vzor. Materiál je napuštěn fotosenzitivním barvivem, které laser aktivuje ve vybraných místech. Vzniklé reaktivní formy kyslíku narušují vazby polymerní sítě a vytvářejí drobné dutiny s odlišnými optickými vlastnostmi, než má okolní materiál.
Poté přichází na řadu smršťování. Hydrogel se nejprve ponoří do roztoku obsahujícího ionty, který zmenší jeho rozměry přibližně 10× v každém směru. Následuje superkritické sušení, při němž se odstraní kapalina, aniž se jemná struktura poškodí. Celkově se objem materiálu zmenší přibližně 2 000×.
Pokud má původní vzor struktury rozlišení kolem 800 nm, po smrštění mohou mít jeho detaily méně než 100 nm. To umožňuje přesně ovlivňovat průchod viditelného světla a vytvářet složité trojrozměrné fotonické prvky. Technologie navazuje na dřívější metodu implozivní výroby nanostruktur, kterou na MIT vyvinuli v roce 2018.
Badatelé již vyrobili součástku, která dokáže provádět jednoduchou klasifikaci číslic. V budoucnu by podobná zařízení mohla najít uplatnění také při vysokorychlostním zobrazování a zpracování informací.
Inženýři z MIT vyvinuli způsob, jak generovat 3D fotonická zařízení s nanoskopickými prvky, a to jejich zmenšováním po výrobě. Ve své nové studii vytvořili zařízení v různých tvarech, včetně šroubovic a tvaru inspirovaného křídlem motýla © MIT