Optischer Prism International Market Wettbewerb

November 04, 2023

Forscher haben eine sehr präzise Methode entwickelt, um optische Geräte auf mehreren mikrometerarmen Spiegel auf einem einzelnen Chip zusammenzustellen.

Diese neue Methode kann eines Tages die Massenproduktion von chip -basierten optischen Systemen ermöglichen, was es für kompaktere optische Kommunikationsgeräte und fortschrittliche Bildgebungsgeräte ermöglicht.

Die Dimitars Jevtics der Strathclyde University in Großbritannien sagte: "Die Entwicklung elektronischer Technologie, die auf Siliziumtransistoren basiert, hat das System auf Chip leistungsfähiger und flexibler gemacht." "Das optische System eines Chips muss jedoch verschiedene Materialien in einen Chip integrieren, sodass wir nicht die gleiche Skalenentwicklung wie die Siliziumelektronik gesehen haben."

In der Zeitschrift "Optical Materials Express" der Optica Publishing Group beschrieben Jevtics und Kollegen ihren neuen Transferdruckprozess und demonstrierten ihre Fähigkeit, Geräte aus mehreren Materialien auf einen einzelnen Chip zu platzieren. Alle diese Geräte sind in einen Fußabdruck integriert, der dem Gerät selbst ähnlich ist.

Im Gegensatz zu anderen Methoden, die normalerweise auf ein einzelnes Material beschränkt sind, bietet diese neue Methode eine Material -Toolbox, aus der zukünftige Systemdesigner auswählen und referenzieren können.

optical lens

Zum Beispiel erfordert die optische Kommunikation in Chip die Montage von Lichtquellen, Kanälen und Detektoren auf Komponenten, die in Siliziumchips integriert werden können. Unser Transferdruckprozess kann skalieren, indem Tausende von Geräten aus verschiedenen Materialien in einen einzelnen Wafer integriert werden. Auf diese Weise können optische Geräte der Mikrometer-Skala in zukünftige Kommunikationschips mit hoher Dichte integriert werden oder Laborplattformen von Chip Biosensing

Eine der größten Herausforderungen bei der Zusammenstellung mehrerer Geräte auf einem Chip besteht darin, sie sehr eng zusammenzusetzen, ohne dass Geräte, die bereits auf dem Chip stammen, einmischt. Um dieses Ziel zu erreichen, haben Forscher eine Methode entwickelt, die auf einer reversiblen Adhäsion basiert, bei der das Gerät aus der Wachstumsmatrix entfernt und auf eine neue Oberfläche freigegeben wird.

Forscher haben auch ein Multi -Wellenlängen -Nanolaser -System erstellt, indem sie Halbleiter -Nanodrähte auf Siliziumdioxid platziert. Diese neue Übertragungsdruckmethode kann eines Tages chipbasierte optische Systeme aus mehreren Materialien in großen Mengen produzieren.

Diese neue Methode verwendet einen auf der Bewegungskonsole des Roboter installierten Soft Polymer -Stempels, um das optische Gerät aus dem Substrat zu entfernen, auf dem es hergestellt wurde. Platzieren Sie das platzierte Substrat unter die Aufhängung und richten Sie es mit einem Mikroskop genau aus. Sobald sie korrekt ausgerichtet sind, kommen die beiden Oberflächen in Kontakt, wodurch das Gerät aus dem Polymermarker freigesetzt und auf die Zieloberfläche abgelegt wird. Die Weiterentwicklung der präzisen Mikro -Montage -Robotertechnologie, der Nanoperationstechnologie und der Mikrobildverarbeitungstechnologie hat diese Methode ermöglicht.

Jevtics sagte: "Indem wir die geometrische Form des Siegels sorgfältig für das Gerät entwerfen und die Viskosität des Polymermaterials steuern, können wir das Gerät entwerfen, um festzustellen, ob es angehoben oder freigegeben wird." "Nach der Optimierung verursacht der Prozess keinen Schaden und kann durch automatisierte Vorgänge skaliert werden, kompatibel mit der Herstellung von Wafer Scale

Um diese neue Technologie zu demonstrieren, integrierte Forscher Aluminiumgallium -Arsenid-, Diamant- und Gallium -Nitrid -optische Resonatoren auf einen einzelnen Chip. Diese optischen Resonatoren weisen eine gute optische Übertragungsleistung auf, was auf gute Integrationsarbeiten hinweist.

Sie verwendeten auch Druckmethoden, um Halbleiter -Nanodrahtlaser herzustellen und die Nanodrähte auf die Oberfläche des Hauptkörpers räumlich dicht zu stellen. Die Trennung zwischen Nanodrähten, die durch Rasterelektronenmikroskopie gemessen wurden, zeigt die räumliche Genauigkeit im Bereich von 100 Nanometern. Durch die Platzierung von Halbleiter -Nanodrähten auf Siliziumdioxid können sie ein Nanolaser -System mit mehreren Wellenlängen erzeugen.

Als Fertigungstechnologie ist diese Druckmethode nicht auf optische Geräte beschränkt ", sagte Jevtics. Wir hoffen, dass elektronische Experten auch die Möglichkeit seiner Anwendung in zukünftigen Systemen erkennen können

Als nächster Schritt bemühen sich die Forscher, diese Ergebnisse mit mehr Geräten zu replizieren, um ihre Wirksamkeit in größerem Maßstab zu beweisen. Sie hoffen auch, ihre Transferdruckmethode mit ihrer zuvor entwickelten automatischen Ausrichtungstechnologie zu kombinieren, um Hunderte von Isolationsgeräten für Bildgebungszwecke schnell zu messen, auszuwählen und zu übertragen