Photonics Packaging mit Aligned 2-Photon Lithography

Optoelektronische Komponenten und Module auf der Grundlage photonisch integrierter Schaltungen (PICs) sind auf dem Vormarsch. Sie werden zunehmend in Geräte für die medizinische Sensorik, LiDAR-Systeme oder Quantencomputer eingebaut. Dies erfordert industrielle Lösungen für ein effizientes photonisches Packaging, was jedoch mit einer Reihe von technischen Herausforderungen verbunden ist.
Das Konzept des Free Space Microoptical Coupling (FSMOC), das mit 3D-gedruckten mikrooptischen Elementen realisiert wird, die präzise auf der Facette von optischen Fasern oder photonischen Chips ausgerichtet sind, bietet eine robuste und effiziente Lösung für die Einkopplung von Licht in photonische Chips oder in andere Faserarrays. Diese hochpräzisen Mikrooptiken fokussieren oder kollimieren den austretenden Lichtstrahl von optischen Fasern oder photonischen Chips auf die Facette von photonischen Chips und ermöglichen so Modenfeldkonversionen oder Lichtkopplungen über Distanzen von bis zu Millimetern.

Die im Hochleistungs-3D-Drucker Quantum X align implementierte A2PL-Technologie ist für die Fertigung von automatisch an vordefinierten Positionen ausgerichteten Freiform-Mikrooptiken für FSMOC-Anwendungen konzipiert. Das automatische 3D-Faserkernerkennungssystem des Druckers und die automatische Neigungskorrektur garantieren eine Ausrichtung mit Nanopräzision und höchster Formgenauigkeit beim Druck auf photonische Chips, einzelne Fasern oder V-Groove-Faserarrays. 3D-gedruckte Mikrooptiken haben mehrere Vorteile gegenüber herkömmlichen linsenförmigen oder konisch zulaufenden Fasern. Die vollständige Kontrolle über die Designparameter von Freiform-Mikrolinsen ermöglicht asphärische und asymmetrische Designs zur Korrektur verschiedener Aberrationen und zur Anpassung des Strahlprofils an nahezu jede Kopplungsaufgabe.