台瑞團隊 成功研發比沙粒更小3D列印玻璃傳感器

台灣、瑞典合作研究團隊日前宣布成功在光纖尖端3D列印出更微型玻璃光學元件，有望整合至量子電腦與矽光子相關應用上，並推動傳感器和成像系統的創新。

這項研究詳細內容發表在ACS Nano期刊2024年4月18卷16期上，並獲選為該期封面。

瑞典皇家理工學院（KTH Royal Institute of Technology）奈微所（Division of Micro and Nanosystems）教授吉爾法森（Kristinn B. Gylfason）、尼克勞斯（Frank Niklaus）與史德梅（Goran Stemme）帶領台灣教育部公費博士生賴立倫與黃柏瀚組成研究團隊，成功在光纖尖端3D列印出更微型玻璃光學元件，尺寸甚至小於人類一根頭髮的橫截面，這項突破性技術有望整合至量子電腦與矽光子相關應用上，並推動傳感器和成像系統的創新。

這項技術核心在於能在光纖尖端直接3D列印出精細的玻璃結構，而無需進行傳統的高溫處理。傳統方法中的高溫處理通常會破壞光纖的完整性；新方法則避免這一問題，保證了光纖的性能和穩定性。

研究團隊利用先進的微納米加工技術，成功地將這些玻璃結構精確地列印在光纖尖端，創造出前所未有的微型光學元件。

這項技術的應用範圍非常廣泛。首先，在量子與矽光子領域，這些微型光學元件能精準地控制並傳導光訊號到光子晶片上，從而提升整體傳輸效率。此外，在感測技術方面，這些微型元件可以用來製作高靈敏度的遠程傳感器，實現更精確的遠程環境監測。

這項計畫自2019年起獲國科會與瑞典策略科研基金會 （Swedish Foundation for Strategic Research, SSF）聯合獎助。參與的學校包括國立陽明交通大學、國立清華大學及瑞典查默斯理工大學（Chalmers University of Technology）。