Trong lĩnh vực sản xuất có độ chính xác cao-và cảm biến tiên tiến, một công nghệ được gọi là Viết trực tiếp bằng laze (LDW) về cơ bản đang định hình lại thiết kế và chức năng của bó sợi. Các bó sợi truyền thống, đóng vai trò là "đường cao tốc thông tin" cho tín hiệu quang, từ lâu đã thấy hiệu suất của chúng bị hạn chế bởi hình dạng của các khuôn phôi và quá trình vẽ. Sự ra đời của công nghệ LDW cũng giống như việc cung cấp cho chế tạo sợi khả năng "khắc vi mô", cho phép "viết" trực tiếp và linh hoạt các cấu trúc phức tạpbên tronghoặctrên bề mặtcủa vật liệu sợi quang. Điều này báo trước một sự thay đổi mô hình từ "đường truyền" đơn thuần sang "hệ thống vi mô{1}}thông minh".
Ưu điểm cốt lõi của bó sợi chế tạo LDW{0}}nằm ở chỗđộ chính xác đặc biệt và sự tự do thiết kế tuyệt vời. Bằng cách sử dụng các nguồn chùm tia năng lượng cao-như laser femto giây cực nhanh, có thể tạo ra sự thay đổi chỉ số khúc xạ một cách chính xác, tạo ra các hốc hoặc nhúng các cấu trúc vi mô chức năng bên trong lõi sợi, lớp bọc hoặc thậm chí là một sợi đơn lẻ ở quy mô micron. Phương pháp "ghi trực tiếp" này không-tiếp xúc và không có mặt nạ, nghĩa là nó có thể dễ dàng đạt được các mẫu ba chiều-phức tạp-chẳng hạn như cách tử Bragg, kênh vi lỏng hoặc thậm chí là thấu kính vi mô và mảng cảm biến-được tích hợp trực tiếp vào mặt đầu sợi-hoặc bên trong thân sợi, điều này khó hoặc không thể thực hiện được bằng các phương pháp truyền thống.
Các ứng dụng của công nghệ này đang làm thay đổi sâu sắc các ngành công nghiệp trên một số mặt trận chính:
Cảm biến và hình ảnh nâng cao: Bằng cách viết các cách tử hoặc cấu trúc vi mô cụ thể, các bó sợi được chuyển thành các "dây thần kinh cảm giác" phân tán. Chúng cho phép đo lường chính xác,{1}}thời gian thực, phân tán về nhiệt độ, ứng suất, biến dạng và nồng độ hóa học trong môi trường khắc nghiệt (ví dụ: giếng dầu có nhiệt độ/áp suất-cao, cấu trúc máy bay, nội thất của vật liệu tổng hợp lớn). Trong nội soi y tế, LDW có thể tích hợp các vi thấu kính hoặc các bộ phận quét vào đầu bó, tăng cường đáng kể độ phân giải hình ảnh và trường quan sát, thậm chí cho phép tích hợp đa chức năng (ví dụ: chụp ảnh đồng thời và phẫu thuật laser), đẩy các quy trình xâm lấn tối thiểu lên một tầm cao mới.
Phân phối và xử lý tia laser công suất cao-: Đối với các gói truyền thống, việc truyền laser công suất cao-thường gặp phải những hạn chế do hiệu ứng phi tuyến tính và ngưỡng sát thương. LDW có thể tối ưu hóa khả năng ghép chế độ trong bó hoặc chế tạo các sợi có cấu trúc vi mô đặc biệt (ví dụ: sợi tinh thể quang tử) để quản lý và cung cấp chùm tia laser công suất cao-hiệu quả hơn, cải thiện hiệu quả và chất lượng chùm tia trong xử lý laser công nghiệp (cắt, hàn).
Công nghệ và Truyền thông Lượng tử: Trong khoa học thông tin lượng tử, các bó sợi được chế tạo LDW{0}}có thể được sử dụng để tạo, thao tác và truyền các cặp photon vướng víu hoặc đóng vai trò là giao diện có độ ổn định-tiêu hao thấp,-cao cho các kênh lượng tử, cung cấp các thành phần chính cho mạng truyền thông lượng tử và cơ sở hạ tầng điện toán lượng tử.
Tích hợp và thiết bị quang tử tùy chỉnh: Nó cho phép "in" trực tiếp các thiết bị quang tử vi-như bộ chia, bộ ghép và bộ lọc trong một hoặc nhiều sợi. Điều này tạo điều kiện thuận lợi đáng kể cho việc thu nhỏ, tích hợp và chức năng hóa các hệ thống cáp quang-, giảm độ phức tạp khi đóng gói và chi phí cho các thiết lập quang học phức tạp.
Chắc chắn, công nghệ tiên tiến này{0}}cũng phải đối mặt với nhiều thách thức. Các trọng tâm nghiên cứu và kỹ thuật chính bao gồm tăng thêm tốc độ ghi để sản xuất hàng loạt, kiểm soát chính xác hiệu ứng nhiệt trong quá trình viết để đảm bảo tính nhất quán về cấu trúc, giảm chi phí hệ thống và khám phá các hệ thống vật liệu tương thích rộng hơn.
Trong tương lai, với những tiến bộ trong công nghệ laze, điều khiển chuyển động và thiết kế tính toán, ranh giới ứng dụng của bó sợi chế tạo LDW{0}}sẽ tiếp tục mở rộng. Chúng sẽ phát triển vượt ra ngoài các ống dẫn ánh sáng đơn thuần thành nền tảng quang thông minh "quy mô chip{2}} tích hợp cảm biến, tính toán, truyền tải và xử lý. Điều này sẽ nhúng sâu chúng vào các-truyền thông thế hệ tiếp theo (ví dụ: sợi lõi rỗng-), điện toán quang tử AI, chính xáctrong-cơ thể sốnggiám sát sinh học và thậm chí cả khám phá không gian, thực sự dệt nên một tương lai được tạo ra từ những sợi ánh sáng thông minh.