Gravure à faible puissance d'un matériau transparent

Pour réaliser les guides d'ondes PDMS, les chercheurs ont commencé par créer un moule. Ils ont utilisé le faisceau laser fortement focalisé d'un graveur de CD/DVD qu'ils avaient sous la main pour graver une feuille d'acrylique transparente. Parce que les sources laser de faible puissance comme celles des graveurs de CD/DVD ne sont généralement pas absorbées par les matériaux transparents, les chercheurs ont enduit l'acrylique de nanocarbone hautement absorbant. Cela a créé des zones de chaleur intense qui pourraient être utilisées pour graver le matériau avec une résolution à micro-échelle.

Les chercheurs ont ensuite créé un PDMS avec deux indices de réfraction différents en modifiant soigneusement les conditions de mélange et de durcissement du matériau. Ils ont rempli le micromoule gravé avec du PDMS d'un indice de réfraction, durci le matériau, puis placé une couche de PDMS avec un indice de réfraction différent sur le dessus. Après une autre étape de durcissement, les chercheurs ont sorti le PDMS du moule, l'a retourné et a ajouté une autre couche de PDMS pour créer un guide d'ondes complètement intégré dans deux dalles de PDMS.

Pour vérifier la reproductibilité de la recette de mélange et de durcissement utilisée pour contrôler les propriétés optiques du PDMS, les chercheurs ont mesuré plusieurs fois l'indice de réfraction de leurs couches de PDMS fabriquées. Ils ont également montré que les pertes optiques des guides d'ondes réalisés avec cette technique correspondaient à celles rapportées pour des techniques de fabrication plus compliquées.

« En plus d'être bon marché, notre technique réalise un prototypage rapide de guides d'ondes qui peut permettre d'intégrer des capacités basées sur la lumière telles que des dispositifs interférométriques dans des dispositifs de laboratoire sur puce, " a déclaré Hautefeuille. " Il est également possible de fabriquer de longs guides d'ondes avec notre méthode, ce qui peut être un grand avantage dans les dispositifs de laboratoire sur puce."

Fabriquer un séparateur de faisceau PDMS

En utilisant la nouvelle approche, les chercheurs ont fabriqué un long de 8 millimètres, Séparateur de faisceau en forme de Y. En plus de démontrer que le séparateur de faisceau séparait un faisceau laser dans les deux bras de sortie, les chercheurs ont également montré que la lumière pouvait être commutée entre chaque bras en changeant la position et l'angle de la fibre optique délivrant la lumière.

Les chercheurs s'efforcent maintenant de démontrer que leur méthode peut être utilisée pour fabriquer des dispositifs optiques intégrés plus complexes, tels qu'un interféromètre qui pourrait servir de plate-forme entièrement PDMS pour les applications de détection.

Le succès de l'équipe avec cette approche insuffle une nouvelle vie à une technologie plus ancienne tout en montrant qu'une haute précision ne nécessite pas toujours un coût élevé, équipements de pointe. "Notre étude montre que les lasers à impulsions courtes ne sont pas strictement nécessaires pour graver des polymères et des plastiques transparents avec une résolution à l'échelle du micron, " a déclaré Hautefeuille. " L'utilisation d'une unité de CD/DVD recyclée montre en outre que vous pourriez être en mesure d'étendre l'utilisation d'équipements qui pourraient commencer à sembler obsolètes. "