Германия разработва технология за директно лазерно заваряване за свързване на влакна към чип без лепило

Наскоро изследователи от Fraunhofer Institute for Reliability and Microstructures (Fraunhofer IZM) в Германия и техните партньори обявиха успешното разработване на техника за лазерно заваряване, която ефективно закрепва оптични влакна към фотонни интегрални схеми (PIC) без необходимост от използване на лепила за свързване .
Технологията е разработена в отговор на технологията за биофотонен сензор и използва предимно миниатюрни фотонни интегрални схеми (PIC) системи с високо стабилни оптични връзки.

В миналото често се изискваха лепила за свързване на оптични влакна на фотонни интегрални схеми. Въпреки това, в дългосрочен план това решение води до появата на явления на оптична деградация и в крайна сметка до загуби при оптично предаване. Мекотата на лепилото кара позицията на компонента да се променя с времето и създава точка на намеса между двата слоя стъкло. С остаряването на лепилото това води до влошаване на сигнала и чупливи връзки.
Поради различните обеми на стъклените влакна и субстрата, топлинният капацитет на двете части, които трябва да се съединят, е неравномерен и следователно се държат различно по отношение на нагряване и охлаждане. Без подходяща компенсация за разликите, това може да доведе до деформация и напукване по време на охлаждане. За да разреши този проблем, екипът използва отделен регулируем лазер за равномерно предварително загряване на субстрата, така че фазите на топене на влакното и субстрата да се появят едновременно.
Технологията, разработена в този проект, надхвърли етапа на експериментална настройка; системата, която разработиха, е проектирана за индустриални среди. Институтът Fraunhofer за надеждност и микроструктура (Fraunhofer IZM) в Германия, в сътрудничество с Finicontec Service, внедриха технологичния процес в автоматизирана система и установиха, че процесът е много възпроизводим и мащабируем. Той е оборудван с термичен мониторинг на процеса до 1300 градуса, система за позициониране с точност до 1 μm и изображения за идентифициране на процеса и софтуер за управление.
„Потенциалът за висока автоматизация позволява на клиентите да използват фотонни интегрални схеми (PIC) с максимална ефективност на свързване. Индустриалната консолидация означава скок напред в приложенията на биофотониката, но също и в квантовите комуникации и високопроизводителната фотоника.“ каза Гомес.