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德國開發(fā)出直接激光焊接技術(shù),光纖到芯片實現(xiàn)無粘合劑連接

深圳市科瑞特自動化技術(shù)有限公司 ? 2023-10-10 09:38 ? 次閱讀
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近日,德國弗勞恩霍夫可靠性和微結(jié)構(gòu)研究所(Fraunhofer IZM)的研究人員及其合作伙伴宣布成功開發(fā)出一種激光焊接技術(shù),這種技術(shù)可以高效地將光纖固定在光子集成電路PIC)上,并且無需利用粘合劑進行粘合。

該技術(shù)是為了響應生物光子傳感技術(shù)而開發(fā)的,主要是利用了高度穩(wěn)定光纖連接的小型化光子集成電路(PIC)系統(tǒng)。

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(圖片來源:Fraunhofer IZM)

以往,光子集成電路的光纖互連中經(jīng)常需要用上粘合劑。然而,長期下來這種方案會導致光退化現(xiàn)象的發(fā)生,最終出現(xiàn)光傳輸損失。膠粘劑的柔軟度會導致組件的位置隨著時間的推移而變化,并且會在兩層玻璃之間產(chǎn)生一個干擾點。隨著膠粘劑的老化,這會導致信號衰減和連接變脆。

由于玻璃纖維和基材的體積不同,所要接合的兩部分的熱容量是不相等的,因此在加熱和冷卻方面具有不同的表現(xiàn)。如果沒有適當?shù)难a償差異,這可能導致在冷卻過程中的變形和裂紋。為了解決這個問題,該團隊使用一個單獨的可調(diào)節(jié)激光器均勻地預熱襯底,使光纖和襯底的熔化階段同時發(fā)生。

該項目開發(fā)的技術(shù)已經(jīng)不僅僅停留在實驗裝置階段,他們開發(fā)的系統(tǒng)是為工業(yè)環(huán)境設(shè)計的。德國弗勞恩霍夫可靠性和微結(jié)構(gòu)研究所(Fraunhofer IZM)與Finicontec Service合作,在自動化系統(tǒng)中實施了該技術(shù)工藝,并發(fā)現(xiàn)這一工藝具有高重復性和可擴展性。它配備了高達1300℃的熱過程監(jiān)控,精確到1 μm的定位系統(tǒng),以及成像識別過程和控制軟件。

“高自動化的潛力,使客戶能夠以最大的耦合效率使用光子集成電路(PIC)。產(chǎn)業(yè)整合意味著生物光子學應用領(lǐng)域的飛躍,也意味著量子通信和高性能光子學領(lǐng)域的飛躍?!盙ómez表示。

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