Niedawno naukowcy z Instytutu Niezawodności i Mikrostruktur im. Fraunhofera (Fraunhofer IZM) w Niemczech wraz z partnerami ogłosili pomyślny rozwój technologii spawania laserowego, która skutecznie zabezpiecza włókna optyczne w fotonicznych układach scalonych (PIC) bez konieczności stosowania klejów do łączenia.
Technologia została opracowana w odpowiedzi na technologię wykrywania biofotonicznego i wykorzystuje przede wszystkim zminiaturyzowane systemy fotonicznych układów scalonych (PIC) z bardzo stabilnymi połączeniami światłowodowymi.
W przeszłości do połączeń światłowodowych fotonicznych układów scalonych często wymagane były kleje. Jednak w dłuższej perspektywie rozwiązanie to prowadzi do wystąpienia zjawisk degradacji optycznej i ostatecznie strat w transmisji optycznej. Miękkość kleju powoduje zmianę położenia elementu w czasie i tworzy punkt kolizji pomiędzy dwiema warstwami szkła. W miarę starzenia się kleju prowadzi to do degradacji sygnału i łamliwości połączeń.
Ze względu na różną objętość włókien szklanych i podłoża, pojemności cieplne dwóch łączonych części są nierówne i dlatego zachowują się inaczej pod względem ogrzewania i chłodzenia. Bez odpowiedniej kompensacji różnic może to prowadzić do odkształceń i pęknięć podczas chłodzenia. Aby rozwiązać ten problem, zespół zastosował oddzielny przestrajalny laser do równomiernego podgrzewania podłoża, tak aby fazy topienia włókna i podłoża zachodziły jednocześnie.
Technologia opracowana w tym projekcie wyszła poza etap konfiguracji eksperymentalnej; opracowany przez nich system jest przeznaczony dla środowisk przemysłowych. Instytut Fraunhofera ds. Niezawodności i Mikrostruktury (Fraunhofer IZM) w Niemczech we współpracy z Finicontec Service wdrożył proces technologiczny w zautomatyzowanym systemie i stwierdził, że jest on wysoce powtarzalny i skalowalny. Wyposażona jest w termiczny monitoring procesu do 1300 stopni, system pozycjonowania z dokładnością do 1 μm oraz obrazowanie umożliwiające identyfikację procesu i oprogramowanie sterujące.
„Potencjał wysokiej automatyzacji umożliwia klientom stosowanie fotonicznych układów scalonych (PIC) z maksymalną wydajnością sprzęgania. Konsolidacja przemysłu oznacza krok naprzód w zastosowaniach biofotonicznych, ale także w komunikacji kwantowej i fotonice o wysokiej wydajności”. powiedział Gómez.
