Quantum X align

Mikrofabrikation mit 3D-Alignment
für Innovationen in der Photonik

Auf Faser und Chip

Für den Druck auf Faserarrays und photonische Chips optimierte Hardware und Workflow

Automatische Positionierung

Messung der Substrattopografie und 3D-Positionierung auf Chips und Fasern mit Nanopräzision

3D-Druck in optischer Qualität

Freiform-Mikrooptiken mit höchster Formgenauigkeit und einer Oberflächenrauigkeit von bis zu ≤ 10 nm

Der beste 3D-Drucker seiner Klasse
mit nanopräzisem Alignment

Quantum X align erweitert die bewährte 3D-Mikrofabrikationstechnologie von Nanoscribe um hochpräzise Positionierungsfunktionen für eine automatische Ausrichtung gedruckter Strukturen. Freiform-Mikrooptiken können so direkt auf optische Fasern oder photonische Chips mit einer Genauigkeit im Submikrometerbereich gedruckt werden. Für effiziente optische Verbindungen im Bereich der photonischen Integration und des Photonic Packagings oder miniaturisierte bildgebende Verfahren, z. B. Mikrooptiken für die minimalinvasive Endoskopie.

Frontansicht unseres Quantum X align Systems
Align, print, done

Das Packaging in der integrierten Photonik oder von miniaturisierten medizinischen Systemen erfordert eine aufwendige Positionierung und aktive Ausrichtung verschiedener mikrooptischer Komponenten zueinander. Quantum X align vereinfacht diesen Prozess: Optische Schnittstellen auf photonischen Chips oder Faserkernen und ihre räumliche Ausrichtung werden automatisch erkannt. So können Freiform-Mikrooptiken oder diffraktive Elemente direkt an definierte Stellen gedruckt werden. Eine Verkippung des Substrates wird während des Druckprozesses automatisch kompensiert. Das reduziert die Komplexität der Prozesskette, verringert Montagetoleranzen und ermöglicht noch kompaktere Systeme. Die oft kostspielige aktive Ausrichtung ist nicht mehr erforderlich.

Align to optical fibers and photonic chips

Das automatische System zur 3D-Erkennung des Faserkerns und die automatische Korrektur der Substratverkippung garantieren eine präzise Positionierung und geringste Kopplungsverluste von bedruckten Fasern oder V-Groove-Faserarrays.
Quantum X align verfügt außerdem über ein konfokales Bildgebungsmodul für die 3D-Abbildung der Substratoberfläche und eine vollautomatische räumliche Ausrichtung an vordefinierten Markern oder Wellenleitern. Quantum X align ist damit das perfekte Werkzeug, um mikrooptische Elemente direkt auf Oberflächen oder Facetten photonischer Chips zu drucken.

Align to your ideas

Die 3D-Ausrichtung der Druckobjekte mit nanoskaliger Präzision eröffnen im Zusammenspiel mit einem leistungsstarken und benutzerfreundlichen Workflow auch über die Mikrooptik hinaus neue Möglichkeiten für die 3D-Mikrofabrikation. Von der Mikrofluidik bis hin zu komplexen Sensorsystemen oder MEMS: Quantum X align ist das perfekte Werkzeug für die hochpräzise 3D-Mikrofabrikation, die automatisch und mit höchster Genauigkeit auf komplexen 3D-Substraten positioniert wird. Selbst Substrate wie geneigte oder schräge Strukturen können bedruckt werden.

 
Technische Merkmale im Überblick
  • High-Performance 3D-Mikrofabrikation mit automatischem, hochpräzisen Alignment
  • Präzise ausgerichteter Druck auf die Facetten von Glasfasern mittels Faserkernerkennung
  • Präzise ausgerichteter Druck auf Oberflächen oder Facetten von Chips mittels 3D-Substrattopografie-Erkennung
  • Automatische Erkennung und Kompensation der Substratneigung in drei Rotationsachsen
  • Smart Slicing für eine Hochgeschwindigkeits-3D-Mikrofabrikation
 
Druckprozesse und Workflow
  • 3D-Druck mit höchster Präzision auf Basis der Zwei-Photonen-Polymerisation (2PP)
  • Einfaches und robustes Setup mit Dip-in Laser-Lithografie (DiLL)
  • Kontrolle der Strukturgrößen bis zu 100 Nanometern
  • An vordefinierte Positionen platzierter und räumlich ausgerichteter 3D-Druck

Free Space Microoptical Coupling

Free Space Microoptical Coupling (FSMOC) bietet eine äußerst robuste und effiziente Lösung für die Lichtkopplung im Bereich des Photonic Packagings und der photonischen Integration. Freiform-Mikrooptiken, die direkt auf der optischen Schnittstelle von Chips oder Fasern hergestellt werden, ermöglichen eine maßgeschneiderte Strahlformung und Modenfeldanpassung. Dies führt zu einer Entspannung der Ausrichtungstoleranzen zwischen optischen Elementen, sodass auf eine aktive Ausrichtung, z. B. bei der Herstellung von optischen Verbindungen, verzichtet werden kann. Das FSMOC ist flexibel in der Anwendung und kann leicht auf anwendungsspezifische Anforderungen zugeschnitten werden. Auch bereits technisch realisierte Modenfeldanpassungen auf Chipebene können auf den neuen 3D-Druckansatz übertragen werden.

  • Kosteneffiziente Strategie im Bereich des Photonic Packagings
  • Entspannte Ausrichtungstoleranzen für eine passive Ausrichtung
  • Erreichbare Kopplungsverluste bis zu ≤ 1 dB
  • Einfache und schnelle Anpassung an neue Anforderungen und Anwendungen

Zahlen & Fakten Quantum X align

  • Key Features
  • Designed for
  • Specifications
  • Downloads
  • High-Performance 3D-Druck mikrooptischer Elemente auf Faserarrays und Chips
  • Automatisches Alignment mit Nanopräzision in allen Raumrichtungen
  • Hochpräzise Fasererkennung, die auf einer Faserbeleuchtungseinheit basiert
  • Konfokalmodul zur 3D-Topografieerkennung und präzisen Ausrichtung auf Chip und Chipfacetten
  • Automatische Erkennung der Substratverkippung und Druckkorrektur in 3 Rotationsachsen
  • Smart Slicing für optimierte Auflösung, Präzision und Geschwindigkeit
  • Substrathalter für Custom- oder Standard-Faserarrays und photonische Chips
  • Automatisierte Selbstkalibrierungsroutinen für höchste Laserkontrolle und Positionierungsgenauigkeit
  • Touchscreen-Bedienung und Online-Zugriff auf die Systeme für einen einfachen Workflow

Prototyping und Kleinserienfertigung von präzise positionierten Freiform-Mikrooptiken

  • Faserarrays mit Linsen für optische Verbindungen
  • Bildgebende und strahlformende Optiken auf Einzelfasern oder Faserarrays
  • Optische Verbindungen auf integrierten photonischen Chips
  • Strahlformung oder Lichtkopplung auf integrierten photonischen Chips

Für Pioniere und Innovatoren der Forschung und Industrie im Bereich:

  • Integrierte Photonik
  • Photonic Packaging
  • Medizinische Instrumente
  • Optische Sensoren
  • Quantentechnologie
Top Spezifikationen
3D Positioniersystemgenauigkeit 1 down to 100 nm  (xy) / 500 nm (z)
Oberflächenrauigkeit (Ra) down to ≤ 10 nm
Formgenauigkeit (Sa) ≤ 200 nm (ISO 25178)
Kontrolle der Merkmalsgrößen 2 down to 100 nm
Typische Druckzeit 20 min for 8x lensed fiber array
Erreichbare Kopplungsverluste 3 ≤ 1 dB
Systemspezifikationen
Drucktechnologie

3D-Druck auf Basis der Zwei-Photonen-Polymerisation (2PP)
Dip-in Laser-Lithografie

Substrate

Faserarrays (V-Groove)
Einzelne Glasfasern (Single-/Multimode)
Wafer von 1” bis 6” (25,4 mm bis 150 mm)
Photonische Chips (unmounted/TO-Can)
Glas, Silikon sowie weitere transparente und opake Materialien
Weitere Formfaktoren auf Anfrage

Fotolacke

Nanoscribe IP-Fotolacke (Druck von Polymerstrukturen)
Offen für kommerziell erhältliche und 2PP-optimierte Druckmaterialien

Maximaler Druckbereich 50 x 50 mm²

Die angegebenen Werte können je nach Fotolack und Strukturgeometrie variieren.
1 Genauigkeit hängt von der gewählten Methode ab
2 Kontrolle der Merkmalsgröße von 100 nm in allen Raumrichtungen
3 Idealfall für typische Anwendungen, abhängig von Design, Substratqualität und Messmethode

Joost van Kerkhof, Chief Operation Officer von PHIX Photonics Assemby

Portrait von Joost van Kerkhof,  Chief Operation Officer von PHIX Photonics Assemby
Wir sind überzeugt von Nanoscribes hochpräziser 3D-Drucktechnologie mit automatischem Alignment. Das schafft neue Freiheitsgrade für die Ausrüstung von Faserarrays und Chips mit hochwertigen optischen Komponenten.

Quantum X align
Align your print, mit unserer Software

Die Arbeit mit Quantum X align gestaltet sich denkbar einfach. Bereiten Sie Ihren Druckauftrag mit unserer PC-Software vor und profitieren Sie von der intelligenten Benutzeroberfläche. Importieren Sie Ihre Entwürfe als STL-Dateien und legen Sie fest, welches Substrat und welche Positionierungsmethode verwendet werden soll. Die Druckparameter für Standardstrukturen und -materialien sind vordefiniert und können auf Ihre Anwendung zugeschnitten werden. In kürzester Zeit werden  Sie mit Testdrucken auf einfachen Wafern und mit Parameter-Sweeps neue Anwendungen entwickeln.

Einfach einzurichten: Quantum X align bietet Substrathalter für Einzelfasern, Faserarrays und photonische Chips. Dabei besteht die Möglichkeit, einzelne oder mehrere Substrate gleichzeitig zu laden. Der Prozess selbst zeichnet sich durch die einfache und zugleich robuste Dip-in-Laser-Lithografie-Technologie von Nanoscribe aus: Der flüssige Fotolack wird auf das Substrat aufgetragen und die Objektivlinse taucht direkt darin ein, ohne dass ein Spin-Coating- oder Öl-Immersions-Setup erforderlich ist.

Mit dem Touchscreen starten Sie Ihren Druckjob: Das intuitive Touchscreen-Menü von Quantum X align führt Sie in nur wenigen Schritten zu einem erfolgreichen Druckergebnis. Registrieren Sie die Startpositionen auf dem Substrat, überprüfen Sie alle Details mithilfe der hochauflösenden Live-Kameras und starten Sie den Druckjob. Das System positioniert im Anschluss den Druck automatisch mit einer Genauigkeit im Submikrometerbereich.

Nach dem Druck wird überschüssiger Fotolack durch ein einfaches organisches Lösungsmittelbad entfernt. Eine thermische Behandlung, wie sie bei anderen Lithografieverfahren üblich ist, ist nicht erforderlich. So wird eine maximale Kompatibilität mit Ihrer bestehenden Prozesskette gewährleistet, ohne Auswirkungen auf andere optische Bauteile eines Chips.

Stay connected mit nanoConnectX: Starten und überwachen Sie Ihren Druckjob vom Büro aus mit der Remote-Access-Software nanoConnectX. Damit ist das Quantum X System bestens für Produktions- und Multi-User-Umgebungen gerüstet.

Fakten zum Workflow

  • Softwarebasierte Arbeitsschritte
  • Touchscreen
  • nanoConnectX

Die Software wurde speziell entwickelt, um komplexe Druckaufträge mit Nanopräzision zu positionieren. Importieren Sie Ihre .stl-Dateien und stellen Sie die Parameter für das Substrat, den Druck und die Positionierungsmethode ein. Dabei kann zwischen Faser und Faserarrays, photonischen Chips oder speziell definierte Oberfläche des Substrats gewählt werden. Die Druckaufträge können über eine Netzwerkverbindung an Quantum X align übertragen werden.

Key-Features Benefits
Import-Assistent für die 3D-CAD-Modelle Intuitiver Arbeitsablauf erzeugt Printjob-Dateien aus Standard-STL- oder OBJ-Files
Druckparameter-Voreinstellungen Vordefinierte Parameter für schnelle, optimale Druckergebnisse
Alignment parameter presets Vordefinierte Parameter für Standard V-Groove-Faserarrays und typische Wellenleiter auf photonisch integrierten Schaltkreisen
3D-Vorschau Um Fehler zu vermeiden erhalten Sie sofort Feedback
Smart Slicing Drucken Sie in einem Schritt mit der Auflösung, die Ihr Design erfordert: Optisch hochwertige Oberflächen mit höchster Auflösung und grob geschriebene Stützstrukturen, enthalten in einer Druckdatei

Steuern und überwachen Sie das System über den Touchscreen mit seiner grafischen Benutzeroberfläche (GUI). So gelangen Sie in nur wenigen Schritten zu einem erfolgreichen Druckergebnis. Wählen Sie Ihr Druckprojekt aus, laden Sie das gewünschte Substrat und starten Sie Ihren Druckjob.

Key-Feature Benefits
Drei Live-Kameras  Überwachen Sie den Druckprozess online aus drei Perspektiven, um stets über den aktuellen Status Ihres Druckjobs informiert zu sein
Kontrolle der Bühne in x-, y- und z-Richtung Bewegen Sie die Bühne an jede beliebige Position auf dem Substrat, um Ihren Druckbereich zu definieren
Benutzerfreundliche Druckeinstellungen Wählen Sie den Fotolack und das Substrat aus und starten Sie den Druckjob mit nur einem Klick
Projektliste Behalten Sie den Überblick über den gesamten Verlauf der Druckprojekte
Automatischer Interface Finder Profitieren Sie von der automatischen Oberflächenerkennung, mit der Substratoberflächen mit Submikrometer-Genauigkeit identifiziert werden
Schnelle Positionierung Definieren Sie die grobe Ausgangsposition des Substrats mittels Touchscreen, um es anschließend automatisch hochpräzise auszurichten.

nanoConnectX ist eine Remote-Access-Software (RAS) für das Quantum X System. Die Software verfügt über sämtliche Funktionen und Anzeigemöglichkeiten des Touchscreens und bringt diese neben einigen weiteren Funktionen direkt auf Ihren PC.

Key-Feature Benefits
Remote Access Verbinden Sie Quantum X align mit Ihrem Computer, wo auch immer Sie sich gerade aufhalten
Alle Funktionen des Touchscreens Nutzen Sie die Möglichkeit, Ihre Druckjobs von jedem Standort aus vorzubereiten, zu steuern und zu überwachen
Upload und Download von Druckjobs und Reports Profitieren Sie von einem direkten Zugriff auf druckbezogene Dateien von Ihrem Rechner aus

Quantum X align
Entdecken Sie die Welt der Photonik

Mikrofabrikation mit 3D Positionierungssystem.


Gerne erstellen wir Ihnen ein individuelles Angebot.
Bitte klären Sie dazu die Details mit unseren Vertriebsexperten.

Nanoscribe's Quantum X align System

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