3D打印实现光子芯片光纤接口即插即用:损耗仅0.41dB,制造时间短于1分钟
德国海德堡大学光子学与纳米技术项目组Erik Jung领导的研究团队与明斯特大学纳米光子学与材料科学专家Wolfram Pernice合作,开发出一种用于光子集成电路(PICs)的即插即用光纤接口。该成果发表于《科学》期刊,展示了通过双光子聚合3D打印直接在芯片表面构建结构来实现光纤与光子电路对准的新型封装方案。
这项研究利用氮化硅(Si₃N₄)光子平台,采用3D打印对准销和聚合物耦合器构建可拆卸接口。测量显示每个耦合器的峰值传输损耗仅为-0.41分贝,相当于约91%的光传输效率,在1500至1600纳米的连续波段保持稳定性能。

制造工艺采用双光子聚合(TPP)增材制造技术,可直接在半导体衬底上制备复杂光学结构。单个耦合器制造时间短于1分钟,而被动对准基础结构约需25分钟完成。

研究人员在16×1光子矩阵上验证了该封装系统,所有端口的平均最小耦合传输损耗为-0.78分贝。相较之下,传统被动离面封装技术通常产生1.7至5.7分贝的总耦合损耗。

该方法可适配多种光子平台,包括绝缘体上硅、铌酸锂和五氧化二钽,仅需修改波导过渡区结构。直接在芯片表面打印对准结构还能免除组装时光子芯片与印刷电路板的精确定位需求。

03-10 20:56
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