您的位置:首页 >宏观经济 >

CO2激光焊接为玻璃基光子集成电路创造了可靠的光纤连接

时间:2022-07-15 20:16:43 来源: OFweek激光网

近日,由弗劳恩霍夫协会(Fraunhofer IZM)牵头的研究团队宣布开发出一种无粘合剂、节省空间和稳定可靠的CO2激光焊接工艺,能够用于将光纤固定在熔融石英玻璃基板上的光子集成电路(PICs)。

据介绍,这项工作是围绕“PICWeld”欧洲之星项目开展完成的,参与方包括了Fraunhofer IZM的研究人员与他们的合作伙伴LioniX International BV、Phix Photonics Assembly和ficonTEC Service GmbH。目前,该工艺已经集成到一个自动化校准系统中,并且凭借其高重现性和可扩展性验证了工业成熟度,并使得玻璃-玻璃连接技术在商业应用中极具吸引力。

CO2激光焊接为玻璃基光子集成电路创造了可靠的光纤连接

图片来源:弗劳恩霍夫协会(Fraunhofer IZM)

以往,基于光子集成电路(PICs)的小型化系统可以方便地用来理解可见光在生物过程中的作用。不过,这种系统需要高度稳定的光纤连接,而其常用的胶粘剂本身具备柔软性,会导致组件的位置随着时间的推移而改变,同时也会在两层玻璃之间产生干涉点。这将导致信号衰减,并且随着胶粘剂的老化,光纤连接也会变得脆弱不稳定。胶粘剂连接长期过程下会发生光学退化,并造成相当高的光学传输损耗,这在关键的生命科学和医疗技术应用中恰恰是非常致命的漏洞。

针对这些问题,该合作研究团队基于CO2激光焊接开发了一种制造玻璃玻璃透明接头的新工艺,使其更简单、更坚固、更耐用。新的自动化系统,可以实现无粘合剂界面,以及波导集成PICs焊接光纤的高效耦合。

在这种工艺真正投入应用之前,研究人员仍然需要克服许多挑战。由于玻璃光纤和衬底的体积不同,这两部分的热容也不相等。这种差异导致非常不同的加热和冷却行为,这可能导致一系列问题,例如在冷却过程中发生的变形和开裂。上述光子专家们的解决方案是通过单独的、单独可调的激光器均匀地预热衬底,从而同时实现光纤和衬底的熔化阶段。

据悉,新的自动对准系统配备了高达1300℃的热过程监测,精确到1μm的定位系统,图像识别过程和控制软件。在项目过程中,这个系统用于焊接接头,从而对其功能和初始工艺进行测试。

“PICWeld”项目于2021年完成后,又立即启动了第一个后续项目,将开发用于准直器、波导芯片和多透镜阵列的光纤耦合新技术。

Fraunhofer IZM的Alethea Vanessa Zamora博士解释称:“通过我们的CO2激光焊接系统,我们扩展了现有原理背后的过程。基于其高度自动化的潜力,客户如今能够用上耦合效率最高的PICs。这样的产业融合,意味着生物光子学的应用领域的飞跃,也意味着量子通信和高性能光子学的飞跃。”


郑重声明:文章仅代表原作者观点,不代表本站立场;如有侵权、违规,可直接反馈本站,我们将会作修改或删除处理。