Njemačka razvija tehnologiju izravnog laserskog zavarivanja za spajanje vlakana na čip bez ljepila

Nedavno su istraživači s Fraunhofer instituta za pouzdanost i mikrostrukture (Fraunhofer IZM) u Njemačkoj i njihovi partneri najavili uspješan razvoj tehnike laserskog zavarivanja koja učinkovito pričvršćuje optička vlakna na fotonske integrirane sklopove (PIC) bez potrebe za korištenjem ljepila za lijepljenje. .
Tehnologija je razvijena kao odgovor na biofotonsku senzorsku tehnologiju i primarno koristi sustave minijaturiziranih fotonskih integriranih krugova (PIC) s vrlo stabilnim optičkim vezama.

U prošlosti su ljepila često bila potrebna za međuspoje optičkih vlakana fotonskih integriranih krugova. Međutim, dugoročno ovo rješenje dovodi do pojave fenomena optičke degradacije i na kraju gubitaka optičkog prijenosa. Mekoća ljepila uzrokuje promjenu položaja komponente tijekom vremena i stvara točku interferencije između dva sloja stakla. Kako ljepilo stari, to dovodi do degradacije signala i krhkih spojeva.
Zbog različitih volumena staklenih vlakana i podloge, toplinski kapaciteti dvaju dijelova koji se spajaju su nejednaki i stoga se različito ponašaju u pogledu zagrijavanja i hlađenja. Bez odgovarajuće kompenzacije za razlike, to može dovesti do deformacije i pucanja tijekom hlađenja. Kako bi riješio ovaj problem, tim je koristio zasebni podesivi laser za ravnomjerno prethodno zagrijavanje supstrata tako da se faze taljenja vlakna i supstrata odvijaju istovremeno.
Tehnologija razvijena u ovom projektu otišla je dalje od faze eksperimentalnog postavljanja; sustav koji su razvili dizajniran je za industrijska okruženja. Fraunhofer institut za pouzdanost i mikrostrukturu (Fraunhofer IZM) u Njemačkoj, u suradnji s Finicontec Serviceom, implementirao je tehnološki proces u automatiziranom sustavu i utvrdio da je proces vrlo ponovljiv i skalabilan. Opremljen je nadzorom termičkog procesa do 1.300 stupnjeva, sustavom za pozicioniranje točnim do 1 μm i snimanjem slika za identifikaciju procesa i softverom za upravljanje.
"Potencijal za visoku automatizaciju omogućuje korisnicima korištenje fotonskih integriranih sklopova (PIC) s maksimalnom učinkovitošću spajanja. Industrijska konsolidacija znači skok naprijed u biofotoničkim aplikacijama, ali iu kvantnim komunikacijama i fotonici visokih performansi." rekao je Gómez.