La Germania sviluppa una tecnologia di saldatura laser diretta per connessioni fibra-chip senza adesivo

Recentemente, i ricercatori dell'Istituto Fraunhofer per l'affidabilità e le microstrutture (Fraunhofer IZM) in Germania e i loro partner hanno annunciato lo sviluppo di successo di una tecnica di saldatura laser che fissa in modo efficiente le fibre ottiche ai circuiti integrati fotonici (PIC) senza la necessità di utilizzare adesivi per l'incollaggio. .
La tecnologia è stata sviluppata in risposta alla tecnologia di rilevamento biofotonico e utilizza principalmente sistemi di circuiti integrati fotonici (PIC) miniaturizzati con connessioni in fibra ottica altamente stabili.

In passato, per le interconnessioni in fibra ottica di circuiti integrati fotonici erano spesso necessari adesivi. Tuttavia, a lungo andare questa soluzione porta al verificarsi di fenomeni di degrado ottico ed eventualmente di perdite di trasmissione ottica. La morbidezza dell'adesivo fa sì che la posizione del componente cambi nel tempo e crei un punto di interferenza tra i due strati di vetro. L'invecchiamento dell'adesivo porta al degrado del segnale e alla fragilità delle connessioni.
A causa dei diversi volumi delle fibre di vetro e del substrato, le capacità termiche delle due parti da unire non sono uguali e quindi si comportano diversamente in termini di riscaldamento e raffreddamento. Senza un'adeguata compensazione delle differenze, ciò può portare a deformazioni e fessurazioni durante il raffreddamento. Per risolvere questo problema, il team ha utilizzato un laser sintonizzabile separato per preriscaldare uniformemente il substrato in modo che le fasi di fusione della fibra e del substrato avvengano simultaneamente.
La tecnologia sviluppata in questo progetto è andata oltre la fase di allestimento sperimentale; il sistema da loro sviluppato è progettato per ambienti industriali. L'Istituto Fraunhofer per l'affidabilità e la microstruttura (Fraunhofer IZM) in Germania, in collaborazione con Finicontec Service, ha implementato il processo tecnologico in un sistema automatizzato e ha ritenuto che il processo fosse altamente riproducibile e scalabile. È dotato di monitoraggio del processo termico fino a 1.300 gradi, di un sistema di posizionamento accurato fino a 1 μm e di imaging per identificare il processo e il software di controllo.
"Il potenziale di elevata automazione consente ai clienti di utilizzare circuiti integrati fotonici (PIC) con la massima efficienza di accoppiamento. Il consolidamento industriale significa un balzo in avanti nelle applicazioni biofotoniche, ma anche nelle comunicazioni quantistiche e nella fotonica ad alte prestazioni." Ha detto Gómez.