Optikai prizma nemzetközi piaci verseny

November 04, 2023

A kutatók egy nagyon pontos módszert fejlesztettek ki a több mikrométerszintű optikai eszköz szoros összeszerelésére egyetlen chipre.

Ez az új módszer egy nap lehetővé teheti a chip alapú optikai rendszerek tömegtermelését, lehetővé téve a kompakt optikai kommunikációs eszközök és a fejlett képalkotó eszközök számára.

A Dimitars Jevtics, a Strathclyde Egyetem az Egyesült Királyságban elmondta: "A szilícium tranzisztorokon alapuló elektronikus technológia fejlesztése erősebbé és rugalmasabbá tette a chip rendszerét." "Ugyanakkor a chip optikai rendszerének különféle anyagokat kell integrálnia egy chipre, tehát nem láttuk ugyanolyan méretarányt, mint a szilícium -elektronikát."

Az Optica Publishing Group "Optical Materials Express" magazinjában a Jevtics és a kollégák leírták az új átadási nyomtatási folyamatukat, és bebizonyították, hogy képesek több anyagból készült eszközöket egyetlen chipre helyezni. Mindezeket az eszközöket egy olyan lábnyomba integrálják, amely hasonló méretű, mint maga az eszköz.

Más módszerekkel ellentétben, amelyek általában egyetlen anyagra korlátozódnak, ez az új módszer olyan anyag eszközkészletet biztosít, amelyből a jövőbeli rendszertervezők kiválaszthatják és referenciákat választhatnak.

optical lens

Például a chip optikai kommunikációján a fényforrások, csatornák és detektorok összeszerelését megkövetelik olyan alkatrészekre, amelyek integrálhatók a szilícium chipekkel. Az átadási nyomtatási folyamatunk méretarányosan felépítheti azáltal, hogy több ezer eszközt, amelyek különböző anyagokból készültek egyetlen ostyára. Ez lehetővé teszi a mikrométer méretarányú optikai eszközök integrálását a jövőbeni nagy sűrűségű kommunikációs számítógépes chipekbe vagy a chips bioszenzáló laboratóriumi platformokba

A több eszköz összeállításának egyik legnagyobb kihívása a chipen az, hogy megpróbáljuk őket nagyon szorosan összerakni anélkül, hogy beavatkozna a már a chipre. E cél elérése érdekében a kutatók kidolgoztak egy reverzibilis adhézión alapuló módszert, amelyben az eszközt eltávolítják a növekedési mátrixból, és új felületre engedik.

A kutatók több hullámhosszú nanolazer rendszert is létrehoztak, ha félvezető nanoszálakat helyeztek a szilícium -dioxidra. Ez az új átviteli nyomtatási módszer egy napon több anyagból készült chip alapú optikai rendszereket készíthet nagy mennyiségben.

Ez az új módszer egy lágy polimer bélyegzőt használ, amelyet a robot mozgáegykonzoljára telepítenek az optikai eszköz eltávolításához az előállítási szubsztrátból. Helyezze az elhelyezett szubsztrátot a felfüggesztési eszköz alá, és mikroszkóppal igazítsa azt. A helyesen igazítás után a két felület érintkezésbe kerül, és elengedi az eszközt a polimer jelölőből, és a cél felületére helyezi. A pontos mikro -szerelési robot technológia, a nanomanufaktív technológia és a mikro képfeldolgozó technológia fejlődése lehetővé tette ezt a módszert.

A Jevtics azt mondta: "A tömítés geometriai alakjának gondos megtervezésével, hogy megfeleljen az eszköznek, és szabályozza a polimer anyag viszkozitását, megtervezhetjük az eszközt annak meghatározására, hogy megemelik vagy felszabadulnak -e." "Az optimalizálás után a folyamat nem okoz károkat, és automatizált műveletek révén méretezhető, kompatibilis az ostya -skála gyártásával

Az új technológia bemutatására a kutatók egyetlen chipre integrálták az alumínium gallium -arzenid, a gyémánt és a gallium -nitrid optikai rezonátorokat. Ezek az optikai rezonátorok jó optikai átviteli teljesítményt mutatnak, jelezve a jó integrációs munkát.

Nyomtatási módszereket is alkalmaztak a félvezető nanokeri lézerek előállításához, a nanokéreket térben sűrű módon a fő test felületére helyezve. A pásztázó elektronmikroszkóppal mért nanoszálak közötti elválasztás a 100 nanométer tartományában mutatja a térbeli pontosságot. A félvezető nanoszálak szilícium -dioxidra helyezésével több hullámhosszú nanolaszer rendszert hozhatnak létre.

Mint gyártási technológia, ez a nyomtatási módszer nem korlátozódik az optikai eszközökre " - mondta a Jevtics. Reméljük, hogy az elektronikus szakértők láthatják annak alkalmazását a jövőbeli rendszerekben is.

A következő lépésként a kutatók arra törekszenek, hogy ezeket az eredményeket több eszközzel megismételjék, hogy nagyobb léptékben igazolják hatékonyságukat. Azt is remélik, hogy kombinálják az átadási nyomtatási módszert a korábban kifejlesztett automatikus igazítási technológiájukkal annak érdekében, hogy gyorsan mérjék, válasszák és átvegyék több száz izolációs eszközt képalkotó célokra