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第一个可拉伸光路助力可穿戴设备腾飞

时间:2024-05-22 13:39:02 科技赋能

比利时根特大学的研究人员声称开发出了第一个使用可弯曲和可拉伸互连的光路,有望作为可穿戴人体设备开发的基础。

非常适合与传感器和机器人皮肤一起使用。

这种互连由透明的聚二甲基硅氧烷(PDMS)材料制成。

即使被拉伸30%或物体表面在手指周围弯曲,这种弹性光学互连仍然可以遵循原始形状。

有路径可以引导光。

通过将这种柔性互连集成到一端有光源、另一端有检测器的电路中,研究人员开发了一种可拉伸、可弯曲的微观“链路”,可以集成到系统中的光传输中。

根特大学和比利时微电子研究中心(imsc)领导这项研究的杰罗恩·米辛尼(Jeroen Missinne)表示:“据我们所知,这确实是第一个尺寸如此小、真正可弯曲和可拉伸的光链路。

”此前,研究人员已经使用不同的橡胶材料开发了光学互连件(也称为光导或波导)。

但到目前为止,研究人员表示,还没有找到一种方法使这些材料既能透光又能拉伸。

过去的研究甚至包括嵌入可拉伸材料中的半刚性玻璃纤维波导。

在这种新的研究方法中,可拉伸材料本身充当波导。

新型连接器由两种由PDMS制成的材料组成:一个允许光通过的透明芯,周围是另一层折射率较低、允许光通过的透明PDMS。

这种配置允许光在穿过波导时被“捕获”在波导的核心中,使其沿着指定的路径和方向传播。

比利时研究小组还测试了新型光纤连接器在损失过多光线之前可以弯曲和拉伸的距离。

Missinne 说:“令我们惊讶的是,拉伸对波导几乎没有影响,而且它们的机械性能非常好。

”研究人员甚至以 10% 的伸长率进行了 80 次机械拉伸循环。

它完全不影响材料性能或光传输效率。

“如果你不能让光进入并在另一端收集它,那么波导就没多大用处。

如果你想实现真正可拉伸的光纤链路,光源和探测器必须与可拉伸波导集成。

”米辛尼说道。

在这种情况下,VCSEL 通常用作光纤通信中的光源,而光电二极管则用作探测器。

这种配置使研究团队能够创造出第一个真正的伸缩式光学互连连接器。

集成了 VCSEL、光电二极管和 PDMS 波导的完整可拉伸光纤链路 这种新型光纤链路的未来应用可能包括可穿戴人体传感器、可移动机器部件(例如机器人肢体)和可变形消费电子产品。

与此同时,研究团队正计划制造更小的波导,直径可以减小到50毫米甚至只有几微米,但这可能需要重新设计将光移入和移出波导的组件。