Гибкие оптические устройства на основе полимера и стекла

Исследователям из Делавэрского университета удалось совместить халькогенидное стекло с полимерами для производства высококачественных гибких оптических устройств. Халькогенидное стекло широко используется в инфракрасной оптике, оптоволокне, линзах и призмах. Данный материал не гибкий, однако, он совместим с гибкими полимерами, что позволяет реализовать данное свойство в новых оптических устройствах.

«Прелесть данной технологии в том, что халькогенидное стекло совместимо практически с любым типом полимеров, позволяя разнообразить сферу его применения», – отмечает Джиджун Ху, профессор материаловедения и ведущий исследователь в данном проекте.

Работая с коллегами из университетов Техаса и Флориды, команда Ху разработала инновационный подход, суть которого заключается в естественном свойстве полимеров – деформировании (либо изгибе) различными способами при сохранении жёсткости поверхности.

Лабораторные испытания нового устройства показали его надёжность – 5 тыс. процессов изгиба до радиуса 0.5 мм. В решении зарегистрирован наименьший уровень оптических потерь, что на порядок меньше по сравнению с предыдущими гибкими оптическими устройствами.

Сфера применения новой разработки включает носимую электронику, гибкие потребительские устройства, сворачиваемые портативные системы для генерирования энергии и даже датчики, которые могут работать в контакте с человеческой кожей. В сфере фотоники новое устройство может показать бóльшие уровни КПД и чувствительности, причём привлекательной опцией может стать возможность его исполнения в виде необычных форм и поверхностей. Кроме того, разработка может применяться в биомедицинских системах, например, в качестве гибких электродов для считывания электрической активности мозга во время снятия электроэнцефалограммы (ЭЭГ).

Учёные разместили информацию об открытии в журнале Nature Photonics. Ху и его команда спроектировали, собрали и испытали устройство, а коллеги из других университетов создали механическую модель (UT Austin) и халькогенидные линзы (UCF).

Работа спонсируется по программе NASA - Delaware NASA Experimental Program to Stimulate Competitive Research (EPSCoR), а также национальным научным объединением и школой инженеров при университете шт.Техас.