Německo vyvíjí technologii přímého laserového svařování pro připojení vláken k čipu bez použití lepidla

Nedávno výzkumníci z Fraunhoferova institutu pro spolehlivost a mikrostruktury (Fraunhofer IZM) v Německu a jejich partneři oznámili úspěšný vývoj techniky laserového svařování, která efektivně zajišťuje optická vlákna k fotonickým integrovaným obvodům (PIC) bez nutnosti použití lepidel pro spojování. .
Tato technologie byla vyvinuta v reakci na technologii biofotonického snímání a primárně využívá systémy miniaturizovaných fotonických integrovaných obvodů (PIC) s vysoce stabilním připojením z optických vláken.

V minulosti byla lepidla často vyžadována pro propojení optických vláken fotonických integrovaných obvodů. Z dlouhodobého hlediska však toto řešení vede k výskytu jevů optické degradace a případně ztrát optického přenosu. Měkkost lepidla způsobuje, že se poloha součásti v průběhu času mění a vytváří bod interference mezi dvěma vrstvami skla. Jak lepidlo stárne, vede to k degradaci signálu a křehkým spojům.
V důsledku různých objemů skelných vláken a substrátu jsou tepelné kapacity obou spojovaných částí nestejné, a proto se chovají odlišně z hlediska ohřevu a chlazení. Bez řádné kompenzace rozdílů to může vést k deformaci a praskání během chlazení. K vyřešení tohoto problému tým použil samostatný laditelný laser k rovnoměrnému předehřátí substrátu tak, aby fáze tání vlákna a substrátu probíhaly současně.
Technologie vyvinutá v tomto projektu přesáhla fázi experimentálního nastavení; systém, který vyvinuli, je navržen pro průmyslové prostředí. Fraunhoferův institut pro spolehlivost a mikrostrukturu (Fraunhofer IZM) v Německu ve spolupráci s Finicontec Service implementoval technologický proces v automatizovaném systému a zjistil, že tento proces je vysoce reprodukovatelný a škálovatelný. Je vybaven teplotním monitorováním procesu až do 1300 stupňů, polohovacím systémem s přesností na 1 μm a zobrazováním pro identifikaci procesu a řídicího softwaru.
"Potenciál pro vysokou automatizaci umožňuje zákazníkům používat fotonické integrované obvody (PIC) s maximální účinností vazby. Průmyslová konsolidace znamená skok vpřed v biofotonických aplikacích, ale také v kvantové komunikaci a vysoce výkonné fotonice." řekl Gómez.