Tyskland utvikler direkte lasersveiseteknologi for limfrie fiber-til-brikke-tilkoblinger

Nylig har forskere ved Fraunhofer Institute for Reliability and Microstructures (Fraunhofer IZM) i Tyskland og deres partnere annonsert den vellykkede utviklingen av en lasersveiseteknikk som effektivt sikrer optiske fibre til fotoniske integrerte kretser (PICs) uten behov for å bruke lim for liming .
Teknologien ble utviklet som svar på biofotonisk sensorteknologi og bruker primært miniatyriserte fotoniske integrerte kretssystemer (PIC) med svært stabile fiberoptiske forbindelser.

Tidligere var det ofte nødvendig med lim for fiberoptiske sammenkoblinger av fotoniske integrerte kretser. Imidlertid fører denne løsningen i det lange løp til forekomsten av optiske degraderingsfenomener og til slutt optiske overføringstap. Mykheten til limet gjør at posisjonen til komponenten endres over tid og skaper et interferenspunkt mellom de to glasslagene. Ettersom limet eldes, fører dette til signaldegradering og sprø koblinger.
På grunn av de ulike volumene av glassfibrene og underlaget, er varmekapasiteten til de to delene som skal sammenføyes ulik og oppfører seg derfor forskjellig når det gjelder oppvarming og kjøling. Uten skikkelig kompensasjon for forskjellene kan dette føre til deformasjon og sprekker under avkjøling. For å løse dette problemet brukte teamet en separat justerbar laser for å forvarme substratet jevnt slik at smeltefasene til fiberen og substratet skjer samtidig.
Teknologien utviklet i dette prosjektet har gått utover det eksperimentelle oppsettstadiet; systemet de utviklet er designet for industrielle miljøer. Fraunhofer-instituttet for pålitelighet og mikrostruktur (Fraunhofer IZM) i Tyskland, i samarbeid med Finicontec Service, implementerte teknologiprosessen i et automatisert system og fant at prosessen var svært reproduserbar og skalerbar. Den er utstyrt med termisk prosessovervåking opp til 1300 grader, et posisjoneringssystem som er nøyaktig til 1 μm, og bildebehandling for å identifisere prosess- og kontrollprogramvaren.
"Potensialet for høy automasjon gjør det mulig for kunder å bruke fotoniske integrerte kretser (PIC) med maksimal koblingseffektivitet. Industriell konsolidering betyr et sprang fremover innen biofotonikkapplikasjoner, men også innen kvantekommunikasjon og høyytelsesfotonikk." sa Gómez.