Tyskland utvecklar direktlasersvetsteknik för limfria fiber-till-chip-anslutningar

Nyligen har forskare vid Fraunhofer Institute for Reliability and Microstructures (Fraunhofer IZM) i Tyskland och deras partners meddelat den framgångsrika utvecklingen av en lasersvetsteknik som effektivt säkrar optiska fibrer till fotoniska integrerade kretsar (PIC) utan att behöva använda lim för bindning .
Tekniken utvecklades som svar på biofotonisk avkänningsteknik och använder främst miniatyriserade fotoniska integrerade kretsar (PIC) system med mycket stabila fiberoptiska anslutningar.

Tidigare krävdes ofta lim för fiberoptiska sammankopplingar av fotoniska integrerade kretsar. Men i det långa loppet leder denna lösning till förekomsten av optiska försämringsfenomen och så småningom optiska transmissionsförluster. Mjukheten hos limmet gör att komponentens position förändras över tiden och skapar en interferenspunkt mellan de två glasskikten. När limmet åldras leder detta till signalförsämring och spröda anslutningar.
På grund av de olika volymerna av glasfibrerna och substratet är värmekapaciteten hos de två delarna som ska sammanfogas olika och beter sig därför olika vad gäller uppvärmning och kylning. Utan korrekt kompensation för skillnaderna kan detta leda till deformation och sprickbildning under kylning. För att lösa detta problem använde teamet en separat avstämbar laser för att likformigt förvärma substratet så att fiberns och substratets smältfaser inträffar samtidigt.
Tekniken som utvecklats i detta projekt har gått längre än den experimentella installationsfasen; systemet de utvecklat är designat för industriella miljöer. Fraunhofer Institute for Reliability and Microstructure (Fraunhofer IZM) i Tyskland, i samarbete med Finicotec Service, implementerade teknikprocessen i ett automatiserat system och fann att processen var mycket reproducerbar och skalbar. Den är utrustad med termisk processövervakning upp till 1 300 grader, ett positioneringssystem som är exakt till 1 μm och bildbehandling för att identifiera processen och styrprogramvaran.
"Potentialen för hög automatisering gör det möjligt för kunder att använda fotoniska integrerade kretsar (PIC) med maximal kopplingseffektivitet. Industriell konsolidering innebär ett steg framåt i biofotoniktillämpningar, men också inom kvantkommunikation och högpresterande fotonik." sa Gómez.