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
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。
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。”
-
炬光科技拟5亿元投建泛半导体制程光子应用解决方案产业基地项目
2022-07-13 -
国外团队打造新型可编程光子处理器,可实现自由空间光束相干控制
2022-07-13 -
炬光科技投资5亿开展泛半导体制程光子应用解决方案产业基地项目
2022-07-12 -
澳大利亚团队打造出首款自校准光子芯片,或将颠覆数据传输
2022-07-11 -
美国光纤基础设施提供商FiberLight将以约10亿美元出售
2022-07-07 -
多篇论文被ECOC收录!长飞光纤助力中国移动取得两项长距离传输世界记录
2022-07-07 -
滨松光子在日本新工厂竣工,将扩大成像与测量仪器的生产销售
2022-07-07 -
科大讯飞成立人工智能科技公司,经营范围含集成电路芯片相关
2022-07-05 -
观察|光子学如何在农业照明与监测传感领域大展身手?
2022-07-05 -
公大激光再获近亿元A轮融资 将用于高功率绿光和紫外光纤激光器产线建设
2022-07-05 -
Proximus与I4B签署合作,将为比利时95%地区提供千兆光纤服务
2022-07-01 -
Infinera携手NEC改造升级NEXT光纤网络,实现800G相干传输
2022-06-30 -
深度观察丨80亿美元的光纤接入市场,正遭遇冲击与突变
2022-06-29 -
ORC斩获超625万英镑支持资金,开发下一代光纤激光器
2022-06-28 -
中国电信光纤熔接机集采:鑫海莱光电、上海光维等8家厂商入围
2022-06-27