Tyskland udvikler direkte lasersvejseteknologi til klæbemiddelfri fiber-til-chip-forbindelser

For nylig har forskere ved Fraunhofer Institute for Reliability and Microstructures (Fraunhofer IZM) i Tyskland og deres partnere annonceret den succesrige udvikling af en lasersvejseteknik, der effektivt sikrer optiske fibre til fotoniske integrerede kredsløb (PIC'er) uden behov for at bruge klæbemidler til limning .
Teknologien blev udviklet som reaktion på biofotonisk sensing-teknologi og anvender primært miniaturiserede fotoniske integrerede kredsløb (PIC) systemer med meget stabile fiberoptiske forbindelser.

Tidligere var der ofte behov for klæbemidler til fiberoptiske sammenkoblinger af fotoniske integrerede kredsløb. Men i det lange løb fører denne løsning til forekomsten af ​​optiske nedbrydningsfænomener og i sidste ende optiske transmissionstab. Blødheden af ​​klæbemidlet får komponentens position til at ændre sig over tid og skaber et interferenspunkt mellem de to lag glas. Efterhånden som klæberen ældes, fører dette til signalnedbrydning og skøre forbindelser.
På grund af de forskellige volumener af glasfibrene og substratet er varmekapaciteten af ​​de to dele, der skal sammenføjes, uens og opfører sig derfor forskelligt med hensyn til opvarmning og afkøling. Uden korrekt kompensation for forskellene kan dette føre til deformation og revner under afkøling. For at løse dette problem brugte holdet en separat afstembar laser til ensartet forvarmning af substratet, så smeltefaserne af fiberen og substratet forekommer samtidigt.
Teknologien udviklet i dette projekt er gået ud over den eksperimentelle opsætningsfase; det system, de udviklede, er designet til industrielle miljøer. Fraunhofer-instituttet for pålidelighed og mikrostruktur (Fraunhofer IZM) i Tyskland implementerede i samarbejde med Finicontec Service teknologiprocessen i et automatiseret system og fandt, at processen var yderst reproducerbar og skalerbar. Den er udstyret med termisk procesovervågning op til 1.300 grader, et positioneringssystem, der er nøjagtigt til 1 μm, og billeddannelse til at identificere processen og styresoftwaren.
"Potentialet for høj automatisering gør kunderne i stand til at bruge fotoniske integrerede kredsløb (PIC'er) med maksimal koblingseffektivitet. Industriel konsolidering betyder et spring fremad inden for biofotonikapplikationer, men også inden for kvantekommunikation og højtydende fotonik." sagde Gómez.