Nemčija razvija tehnologijo neposrednega laserskega varjenja za povezave vlakna-čip brez lepila

Pred kratkim so raziskovalci na Fraunhoferjevem inštitutu za zanesljivost in mikrostrukture (Fraunhofer IZM) v Nemčiji in njihovi partnerji napovedali uspešen razvoj tehnike laserskega varjenja, ki učinkovito pritrdi optična vlakna na fotonska integrirana vezja (PIC) brez uporabe lepil za lepljenje. .
Tehnologija je bila razvita kot odziv na tehnologijo biofotonskega zaznavanja in uporablja predvsem sisteme miniaturnih fotonskih integriranih vezij (PIC) z zelo stabilnimi povezavami z optičnimi vlakni.

V preteklosti so bila lepila pogosto potrebna za medsebojne povezave fotonskih integriranih vezij z optičnimi vlakni. Vendar dolgoročno ta rešitev povzroči pojav pojava optične degradacije in sčasoma izgub pri optičnem prenosu. Zaradi mehkobe lepila se sčasoma položaj komponente spremeni in ustvari točko interference med obema slojema stekla. Ko se lepilo stara, to povzroči poslabšanje signala in krhke povezave.
Zaradi različnih volumnov steklenih vlaken in podlage sta toplotni kapaciteti obeh delov, ki ju je treba spojiti, neenaki in se zato različno obnašata pri segrevanju in hlajenju. Brez ustrezne kompenzacije razlik lahko to povzroči deformacije in razpoke med ohlajanjem. Da bi rešili ta problem, je ekipa uporabila ločen nastavljiv laser za enakomerno predgretje substrata, tako da se faze taljenja vlakna in substrata zgodijo hkrati.
Tehnologija, razvita v tem projektu, je presegla fazo poskusne nastavitve; sistem, ki so ga razvili, je zasnovan za industrijska okolja. Fraunhoferjev inštitut za zanesljivost in mikrostrukturo (Fraunhofer IZM) v Nemčiji je v sodelovanju s podjetjem Finicontec Service implementiral tehnološki proces v avtomatiziran sistem in ugotovil, da je proces zelo ponovljiv in razširljiv. Opremljen je s spremljanjem termičnega procesa do 1.300 stopinj, sistemom za določanje položaja, natančnim na 1 μm, in slikanjem za prepoznavanje procesa in programsko opremo za nadzor.
"Potencial za visoko avtomatizacijo strankam omogoča uporabo fotonskih integriranih vezij (PIC) z največjo učinkovitostjo spajanja. Industrijska konsolidacija pomeni preskok v aplikacijah biofotonike, pa tudi v kvantnih komunikacijah in visoko zmogljivi fotoniki." Gómez je rekel.