Optical Prism Uluslararası Pazar Yarışması

2023,11,04

Araştırmacılar, birden fazla mikrometre düzeyinde optik cihazın tek bir çipin üzerine sıkıca monte edilmesi için son derece hassas bir yöntem geliştirdiler.

Bu yeni yöntem, bir gün ChIP tabanlı optik sistemlerin kütle üretimini sağlayabilir, bu da daha kompakt optik iletişim cihazları ve gelişmiş görüntüleme cihazları için mümkündür.

İngiltere'deki Strathclyde Üniversitesi'nden Dimitarlar Jevtics şunları söyledi: "Silikon transistörlere dayanan elektronik teknolojinin geliştirilmesi, çip üzerindeki sistemi daha güçlü ve esnek hale getirdi." "Bununla birlikte, bir çip üzerindeki optik sistemin farklı malzemeleri bir çip üzerinde entegre etmesi gerekiyor, bu yüzden silikon elektronik ile aynı ölçek gelişimi görmedik."

Optica Publishing Group'un "Optical Materials Express" dergisinde, Jevtics ve meslektaşları yeni transfer baskı sürecini tanımladılar ve tek bir çipte birden fazla malzemeden yapılmış cihazları yerleştirme yeteneklerini gösterdiler. Tüm bu cihazlar cihazın kendisine benzer bir ayak izine entegre edilmiştir.

Genellikle tek bir malzeme ile sınırlı olan diğer yöntemlerin aksine, bu yeni yöntem, gelecekteki sistem tasarımcılarının seçebileceği ve referans verebileceği bir malzeme araç kutusu sağlar.

optical lens

Örneğin, yonga optik iletişimde, silikon yongalarla entegre edilebilen bileşenlere ışık kaynaklarının, kanalların ve dedektörlerin montajını gerektirecektir. Transfer baskı işlemimiz, farklı malzemelerden yapılmış binlerce cihazı tek bir gofret üzerine entegre ederek ölçeklenebilir. Bu, mikrometre ölçekli optik cihazların gelecekteki yüksek yoğunluklu iletişim bilgisayar çiplerine veya yonga biyosensing laboratuvar platformlarına entegre edilmesini sağlayacaktır.

Bir çip üzerinde birden fazla cihazı monte etmenin en büyük zorluklarından biri, zaten çip üzerindeki cihazlara müdahale etmeden onları çok sıkı bir şekilde bir araya getirmektir. Bu hedefe ulaşmak için araştırmacılar, cihazın büyüme matrisinden çıkarıldığı ve yeni bir yüzeye salındığı geri dönüşümlü yapışmaya dayanan bir yöntem geliştirdiler.

Araştırmacılar ayrıca silikon dioksit üzerine yarı iletken nanoteller yerleştirerek çok dalga boyu nanolazer sistemi oluşturdular. Bu yeni transfer baskı yöntemi, bir gün büyük miktarlarda birden fazla malzemeden yapılmış çip tabanlı optik sistemler üretebilir.

Bu yeni yöntem, optik cihazı üretildiği substrattan çıkarmak için robotun hareket konsoluna takılan yumuşak bir polimer damgası kullanır. Yerleştirilen substratı süspansiyon cihazının altına yerleştirin ve bir mikroskop kullanarak doğru bir şekilde hizalayın. Doğru bir şekilde hizalandıktan sonra, iki yüzey temasa geçecek, cihazı polimer işaretinden serbest bırakacak ve hedef yüzeye bırakacaktır. Hassas mikro montaj robot teknolojisinin, nanoman üretim teknolojisinin ve mikro görüntü işleme teknolojisinin ilerlemesi bu yöntemi mümkün kılmıştır.

Jevtics, "Conta'nın geometrik şeklini cihaza uyacak şekilde dikkatlice tasarlayarak ve polimer malzemenin viskozitesini kontrol ederek, cihazı kaldırıp serbest bırakıp serbest bırakmayacağını belirlemek için tasarlayabiliriz." Dedi. "Optimizasyondan sonra, süreç herhangi bir hasara neden olmayacak ve gofret ölçeği üretimi ile uyumlu otomatik işlemler yoluyla ölçeklenebilir

Bu yeni teknolojiyi göstermek için araştırmacılar alüminyum galyum arsenit, elmas ve galyum nitrür optik rezonatörlerini tek bir çip üzerine entegre ettiler. Bu optik rezonatörler, iyi entegrasyon çalışmasını gösteren iyi optik iletim performansı sergiler.

Ayrıca, nanotelleri ana gövdenin yüzeyine uzamsal olarak yoğun bir şekilde yerleştirerek yarı iletken nanotel lazerleri üretmek için baskı yöntemlerini kullandılar. Elektron mikroskopisi taramasıyla ölçülen nanoteller arasındaki ayrım, 100 nanometre aralığında uzamsal doğruluk gösterir. Silikon dioksit üzerine yarı iletken nanoteller yerleştirerek, çok dalga boyu nanolazer sistemi oluşturabilirler.

Bir üretim teknolojisi olarak, bu baskı yöntemi optik cihazlarla sınırlı değildir, "dedi Jevtics. Elektronik uzmanların gelecekteki sistemlerde uygulama olasılığını da görebileceğini umuyoruz.

Bir sonraki adım olarak, araştırmacılar bu sonuçları etkinliklerini daha büyük ölçekte kanıtlamak için daha fazla cihazla çoğaltmaya çalışıyorlar. Ayrıca, görüntüleme amacıyla yüzlerce izolasyon cihazını hızlı bir şekilde ölçmek, seçmek ve aktarmak için transfer baskı yöntemlerini daha önce geliştirilmiş otomatik hizalama teknolojileriyle birleştirmeyi umuyorlar.