Para peneliti di Institut Teknologi Massachusetts (MIT) sedang mengembangkan sistem fotonik terintegrasi yang membuka aplikasi baru di bidang manufaktur aditif. Fokus mereka adalah menghasilkan struktur cahaya secara langsung pada chip semikonduktor, yang dapat digunakan untuk solusi pencetakan 3D yang ringkas. Dengan menggabungkan manipulasi optik dengan integrasi sistem mikro, tim ini memungkinkan perangkat fungsional dengan ukuran yang lebih kecil dan potensi aplikasi yang tinggi.
Mahasiswa PhD Sabrina Corsetti, yang bekerja di Photonics and Electronics Research Group yang dipimpin oleh Jelena Notaros, mengembangkan komponen fotonik yang tidak hanya mentransmisikan cahaya, tetapi juga membentuk dan memodulasinya secara presisi. Pendekatan utama penelitian ini melibatkan penggunaan berkas cahaya yang dapat dikonfigurasi ulang untuk menciptakan struktur tiga dimensi dalam resin fotosensitif. Sistem ini dibangun di atas sebuah chip yang mengintegrasikan sumber cahaya dan modulator optik, sehingga menghasilkan unit pencetakan 3D yang sepenuhnya mini.
“Tim kami memiliki fokus yang kuat dalam merancang perangkat dan sistem yang berinteraksi dengan lingkungan. Kesempatan untuk bergabung dengan kelompok penelitian baru, yang dipimpin oleh penasihat yang suportif dan terlibat, yang bekerja pada proyek-proyek dengan banyak dampak di dunia nyata, adalah hal utama yang membuat saya tertarik ke MIT,” kata Corsetti.
Tidak seperti printer 3D konvensional, perangkat berbasis chip ini tidak memerlukan gerakan mekanis. Sebaliknya, pembentukan hanya dicapai melalui distribusi cahaya yang terkendali di dalam resin. Prototipe awal telah menunjukkan bahwa struktur sederhana dapat diproduksi hanya dalam beberapa detik. Teknologi ini dapat digunakan dalam manufaktur seluler atau mikrofabrikasi biomedis.
“Tantangan menarik yang selalu kami hadapi adalah persyaratan fabrikasi chip yang baru. Ada banyak bolak-balik antara area aplikasi baru yang menuntut teknologi fabrikasi baru, diikuti oleh teknologi fabrikasi yang lebih baik yang memotivasi area aplikasi tambahan. Siklus tersebut terus mendorong bidang ini ke depan,” katanya.
Fokus lain dari kelompok ini adalah pada sistem perangkap fotonik, yang memungkinkan manipulasi partikel biologis tanpa kontak. Pinset optik berbasis chip ini suatu hari nanti dapat digunakan untuk analisis sampel biologis yang sensitif. Corsetti juga berkolaborasi dengan MIT Lincoln Laboratory dalam pemrosesan informasi kuantum dengan ion-ion yang terperangkap, di mana chip fotonik digunakan untuk secara tepat mengontrol sinar laser yang penting untuk manipulasi kuantum.
“Anda benar-benar membutuhkan komputasi yang dipercepat untuk area penelitian modern. Akan sangat menyenangkan dan bermanfaat untuk berkontribusi pada komputasi berkinerja tinggi yang dapat memungkinkan banyak bidang penelitian menarik lainnya,” katanya.
“Jangan percaya pada perasaan sindrom penipu,” sarannya kepada orang lain. “Teruslah bergerak maju, mintalah umpan balik dan bantuan, dan yakinlah bahwa Anda akan mencapai titik di mana Anda bisa memberikan kontribusi yang berarti bagi tim.”
Pengembangan sistem fotonik terintegrasi adalah contoh utama dari meningkatnya konvergensi optik, teknik semikonduktor, dan teknologi manufaktur. Dengan menggabungkan desain, simulasi, dan fabrikasi secara erat, penelitian ini membuka jalan bagi perangkat yang inovatif, ringkas, dan berkinerja tinggi.
