Подобно электронике, фотонные схемы можно миниатюризировать на чипе, что приводит к созданию так называемой фотонной интегральной схемы (PIC). Хотя эти разработки появились позже, чем в области электроники, эта область быстро развивается. Однако одна из главных проблем — превратить такую карту PIC в функциональное устройство. Это требует оптической упаковки и стратегий соединения, чтобы подавать свет на PIC и выводить его из него.
Например, для оптической связи необходимо установить соединение с помощью оптических волокон, которые затем передают световые импульсы на большие расстояния. Альтернативно, PIC может содержать оптический датчик, для считывания которого требуется внешний свет.
Поскольку свет в PIC распространяется по очень крошечным каналам с субмикрометровыми размерами, называемым волноводами, такая оптическая связь очень сложна и требует тщательного согласования между PIC и внешними компонентами. Оптические компоненты также очень хрупкие, поэтому правильная упаковка PIC имеет жизненно важное значение для создания надежного устройства.
Исследовательская группа профессора Ван Стинберга и профессора Йеруна Миссинна из Гентского университета и компании imec разрабатывает решения для решения проблем упаковки и интеграции, связанных с PIC, для телекоммуникационных систем, датчиков и биомедицинских устройств следующего поколения.
Одно из их направлений деятельности сосредоточено на использовании очень маленьких линз (микролинз) для упрощения соединения оптических каналов PIC с внешними оптическими волокнами или другими элементами. Они продемонстрировали микролинзы, которые можно интегрировать в сам PIC в процессе его изготовления, или внешние микролинзы, которые добавляются в процессе упаковки.
Последнее является темой недавней статьи в Журнале оптических микросистем.
Небольшая шариковая линза диаметром 300 мкм использовалась для эффективного соединения между датчиком на PIC и оптическим волокном, которое можно подключить к стандартному считывающему оборудованию.
Кроме того, в документе описаны шаги импорта, необходимые для преобразования PIC в функциональный и полностью упакованный миниатюрный сенсорный зонд (диаметром менее 2 мм). Тип оптического датчика, который был разработан в этой демонстрации, представлял собой решетку Брэгга датчик температуры температура может достигать 180°C.
Датчик реализован в рамках европейского проекта SEER совместно с компанией Argotech (Чехия) и Научно-исследовательской лабораторией фотоники в области связи Национальный технический университет Афин (Греция). В этом проекте несколько европейских партнеров сосредоточены на интеграции оптических датчиков в производственные процессы изготовления композитных деталей, например тех, которые используются в самолетах, что в конечном итоге позволит оптимизация, энергосбережение и экономия средств.
