硫係玻璃是由硫、碲和硒等多種硫元素組合而成，由於(yu) 其廣泛的紅外傳(chuan) 輸窗口和潛在的非線性特性，是一種很有吸引力的光學材料。但它們(men) 往往還擁有較差的機械性能，以及較低的化學和環境穩定性，而製造生瓷玻璃的三維微結構仍然是一個(ge) 挑戰。

瑞士研究中心EPFL的一個(ge) 項目現在已經開發出一種 ＂玻璃中的玻璃 ＂的製造方法，它可以為(wei) 三維幾何形狀複雜的致冷劑－二氧化矽微玻璃複合材料提供一種途徑，適合用於(yu) 紅外成像和傳(chuan) 感。該技術發表在《光學快報》上，它涉及到在熔融石英模具內(nei) 創建成型的三維空腔，然後用致冷劑玻璃填充，形成與(yu) 雕刻的石英模具結構形狀相匹配的結構。

該項目製作了EPFL的標誌，以展示該方法如何被用來製作複雜的三維形狀。上圖為(wei) 暗場照明，下圖為(wei) 明場照明。資料來源：Yves Bellouard， EPFL

EPFL的Enrico Casamenti說：“我們(men) 的技術可以為(wei) 一係列新的光學設備打開大門，它可以用來製造紅外光路和任意形狀的紅外微光學器件，而這在以前是不可能的，因為(wei) 紅外玻璃的可製造性差。”

據EPFL稱，所涉及的兩(liang) 種材料，即熔融石英和致冷劑，提供了一種高指數對比的組合。除了其特定的光學特性外，熔融石英可作為(wei) 機械和化學耐受性的支持，並為(wei) 致冷劑微結構提供保護，其本身也可能包含集成和封裝所需的額外功能。

中紅外光學器件的應用

這條製造路線受到金屬浸潤技術的啟發，首先使用飛秒激光在熔融石英上刻劃三維圖案，然後用濕法化學蝕刻去除激光照射的區域。然後，在加壓惰性氣體(ti) 的協助下，熔融的硫化物玻璃被滲透到襯底腔中。

根據該團隊發表的論文，以這種方式生產(chan) 的最小結構的尺寸為(wei) 30μm，但調整相關(guan) 參數，如浸潤過程中使用的壓力或浸潤劑的粘度，應該會(hui) 使這些極限進一步擴大。同樣的過程也被用來證明潤濕性差的金屬（如銀和金）對玻璃模具的浸潤，這些模具的特征大小約為(wei) 2μm。

在試驗中，研究人員通過創建各種複雜的形狀，包括EPFL的標誌，使用致冷劑IR玻璃和矽玻璃基底，展示了這種新方法。他們(men) 還表明，在蘇黎世聯邦理工學院同事的幫助下，他們(men) 創造的一些結構可以有效地用於(yu) 引導從(cong) 量子級聯激光器發出的中紅外光。一個(ge) 目標是將這種光學元件與(yu) 中紅外範圍內(nei) 的光源一起使用，對適合在中紅外波長下使用的光學元件的研究進展已經有一段時間了，特別是由於(yu) 在生物成像中的潛在用途以及在該範圍內(nei) 有光譜反應的化學物種的數量。

Enrico Casamenti評論說：“例如，這些光學元件可用於(yu) 光譜學和傳(chuan) 感應用，或用於(yu) 創建一個(ge) 小到可以集成到智能手機中的紅外相機。”