Concorrência do Mercado Internacional de Prism Optical

November 04, 2023

Os pesquisadores desenvolveram um método altamente preciso para montar firmemente vários dispositivos ópticos do nível de micrômetro em um único chip.

Um novo método pode um dia permitir a produção em massa de sistemas ópticos baseados em chip, possibilitando que dispositivos de comunicação óptica mais compactos e dispositivos de imagem avançada.

Dimitars Jevtics da Universidade de Strathclyde, no Reino Unido, disse: "O desenvolvimento de tecnologia eletrônica baseada em transistores de silício tornou o sistema no chip mais poderoso e flexível". "No entanto, o sistema óptico em um chip precisa integrar materiais diferentes em um chip, por isso não vimos o mesmo desenvolvimento de escala que a eletrônica de silício".

Na revista "Optical Materials Express" do Optica Publishing Group, Jevtics e colegas descreveram seu novo processo de impressão de transferência e demonstraram sua capacidade de colocar dispositivos feitos de vários materiais em um único chip. Todos esses dispositivos são integrados a uma pegada semelhante em tamanho ao próprio dispositivo.

Ao contrário de outros métodos que geralmente são limitados a um único material, esse novo método fornece uma caixa de ferramentas de material a partir da qual os futuros designers de sistemas podem selecionar e referir.

optical lens

Por exemplo, na comunicação óptica de chip, exigirá a montagem de fontes de luz, canais e detectores em componentes que podem ser integrados aos chips de silício. Nosso processo de impressão de transferência pode escalar integrando milhares de dispositivos feitos de diferentes materiais em uma única bolacha. Isso permitirá que os dispositivos ópticos de escala de micrômetros sejam integrados em futuras plataformas de laboratório de computadores de alta densidade de alta densidade ou biossensionamento de chips

Um dos maiores desafios da montagem de vários dispositivos em um chip é tentar juntá -los com muita força sem interferir em dispositivos já no chip. Para atingir esse objetivo, os pesquisadores desenvolveram um método baseado em adesão reversível, na qual o dispositivo é removido da matriz de crescimento e liberado em uma nova superfície.

Os pesquisadores também criaram um sistema de nanolaser de comprimento de onda múltiplo, colocando nanofios semicondutores em dióxido de silício. Esse novo método de impressão de transferência pode um dia produzir sistemas ópticos baseados em chip, feitos de vários materiais em grandes quantidades.

Este novo método usa um carimbo de polímero suave instalado no console de movimento do robô para remover o dispositivo óptico do substrato em que foi fabricado. Coloque o substrato colocado no dispositivo de suspensão e alinhe -o com precisão usando um microscópio. Uma vez alinhado corretamente, as duas superfícies entrarão em contato, liberando o dispositivo do marcador de polímero e depositando -o na superfície alvo. O avanço da tecnologia precisa da Micro Assembly Robot Technology, Nanomanufacturing Technology e Micro Image Processing Technology possibilitaram esse método.

A Jevtics disse: "Ao projetar cuidadosamente a forma geométrica do selo para corresponder ao dispositivo e controlar a viscosidade do material do polímero, podemos projetar o dispositivo para determinar se ele será levantado ou liberado". "Após a otimização, o processo não causará nenhum dano e pode ser escalado através de operações automatizadas, compatíveis com a fabricação da escala de wafer

Para demonstrar essa nova tecnologia, os pesquisadores integraram ressonadores ópticos de arseneto de gálio, diamante e nitreto de gálio em um único chip. Esses ressonadores ópticos exibem bom desempenho de transmissão óptica, indicando um bom trabalho de integração.

Eles também usaram métodos de impressão para fabricar lasers de nanofios de semicondutores, colocando os nanofios de maneira espacialmente densa na superfície do corpo principal. A separação entre os nanofios medidos por microscopia eletrônica de varredura mostra precisão espacial dentro da faixa de 100 nanômetros. Ao colocar nanofios de semicondutores em dióxido de silício, eles podem criar um sistema de nanolaser de comprimento de onda múltiplo.

Como tecnologia de fabricação, esse método de impressão não se limita a dispositivos ópticos ", disse Jevtics. Esperamos que especialistas eletrônicos também possam ver a possibilidade de sua aplicação em sistemas futuros

Como o próximo passo, os pesquisadores estão se esforçando para replicar esses resultados com mais dispositivos para provar sua eficácia em uma escala maior. Eles também esperam combinar seu método de impressão de transferência com sua tecnologia de alinhamento automático desenvolvido anteriormente, a fim de medir, selecionar e transferir rapidamente centenas de dispositivos de isolamento para fins de imagem