Alliant vitesse et précision incroyable, une équipe de scientifiques de Molecular Foundry et d'utilisateurs de l'industrie a développé un moyen d'imprimer des appareils extrêmement petits sur la pointe d'une fibre de verre aussi fine qu'un cheveu humain. Ces minuscules appareils pressent et manipulent avec précision la lumière d'une manière impossible à atteindre par l'optique conventionnelle. L'approche de l'équipe, appelée nanoimpression de fibres, construit des conseils 30 fois plus rapidement que l'approche de sculpture d'aujourd'hui. Le chemin de mise à l'échelle consiste à imprimer de nombreuses pointes au lieu de sculpter des pointes individuelles.

De minuscules optiques pourraient aider à améliorer la conception des cellules solaires, pharmaceutiques et semi-conducteurs. La nanoimpression de fibres accélère la production de nano-optiques de plusieurs par mois à plusieurs par jour. La technique ouvre la porte à la fabrication de masse de dispositifs nano-optiques pour une utilisation généralisée.

La nano-optique a le potentiel d'être utilisée pour l'imagerie, sentir, et spectroscopie, et pourrait aider les scientifiques à améliorer les cellules solaires, concevoir de meilleurs médicaments, et fabriquer des semi-conducteurs plus rapides. Un gros obstacle à l'utilisation commerciale de la technologie, cependant, est son processus de production qui prend du temps. La nouvelle méthode de fabrication, appelée nanoimpression de fibres, pourrait débrancher ce goulot d'étranglement. Il a été développé par des scientifiques de la Molecular Foundry en partenariat avec des utilisateurs de Hayward, Technologies aBeam basées sur CA.

Leurs travaux s'appuient sur la sonde Campanile, qui a été développé par des scientifiques de Molecular Foundry il y a quatre ans et permet une imagerie spectroscopique à une résolution 100 fois supérieure à la spectroscopie conventionnelle. La fabrication des sondes Campanile a été à la fois scientifique et artistique. Il en va de même pour les autres dispositifs nano-optiques, tels que les lentilles microscopiques et les séparateurs de faisceau, qui divise un faisceau lumineux en plusieurs. Ces appareils nécessitent le fraisage d'une forme 3D avec des caractéristiques à l'échelle inférieure à 100 nanomètres sur la pointe d'une fibre effilée, ce qui est beaucoup plus délicat que de fabriquer une nanostructure sur une surface plane telle qu'une plaquette.

C'est là qu'intervient la nanoimpression par fibre. Sa première étape est la plus longue :les scientifiques créent un moule avec les dimensions précises du dispositif nano-optique qu'ils souhaitent imprimer. Pour la sonde Campanile, cela signifie un moule des caractéristiques nanométriques de la sonde, y compris les quatre côtés et l'espace lumineux de 70 nm de large au sommet de la pyramide. Une fois le moule créé, il est rempli d'une résine spéciale puis placé au sommet d'une fibre optique. La lumière infrarouge est envoyée à travers la fibre, ce qui permet aux scientifiques de mesurer l'alignement exact du moule par rapport à la fibre. Si tout se vérifie, la lumière ultraviolette est envoyée à travers la fibre, qui durcit la résine. Une dernière étape de métallisation enrobe les côtés de la sonde de couches d'or. Le résultat est une sonde Campanile imprimée rapidement et non méticuleusement sculptée. En faisant cela encore et encore, l'équipe peut faire une sonde toutes les quelques minutes.