フォトニクスパッケージング向け低損失光カプラ

AI、ハイパフォーマンスコンピューティング、データセンターといったアプリケーション全体で光インターコネクトの需要が高まる中、コパッケージドオプティクス（CPO）はI/O密度の向上を牽引し、効率的な光カップリングを重要な課題としています。光集積回路（PIC）、光ファイバー、アクティブフォトニックデバイス間で低損失な光カップリングを実現するには、精密なアライメントと製造上の柔軟性の両方が求められます。Quantum X alignは、自動アライメントによる3Dプリンティングでフリーフォームマイクロオプティクスを造形することで、この課題に応えます。損失を低減し、アライメント許容度を高め、スケーラブルなフォトニクスパッケージングを支えます。

スケーラブルなフォトニックカップリングのための3Dプリントオプティクス

光カプラは、ファイバー、光集積回路（PIC）、その他のフォトニック部品の間で光を効率的に伝送します。3Dプリントマイクロオプティクスにより、ファイバー - チップ間カップリング、チップ - チップ間エッジカップリング、レーザー - チップ間カップリング、グレーティングカプラを介した表面カップリングなど、幅広いカップリング方式に対応できます。

オンチップ導波路とシングルモードファイバー間のモードフィールド径（MFD）の不一致は、低損失なカップリングを実現するために精密なモード変換とアライメントを必要とします。3Dプリントによるフリーフォーム光学素子は、ファイバー、PIC、その他のフォトニック部品に直接作製でき、ビーム整形とモードフィールド変換の柔軟な設計を可能にし、挿入損失を低減しながらアライメント許容度とパッケージングの堅牢性を高めます。これにより、3Dプリント光カプラは、フォトニクスパッケージングと次世代CPOアーキテクチャに向けたスケーラブルなソリューションとなります。

光カプラにおけるQuantum X alignの主な利点

Quantum X alignは、サブdB級の低損失な光カップリングと高いアライメント許容度を実現し、スケーラブルなフォトニクスパッケージングと次世代光インターコネクトを支えます。自動アライメントと、高スループットなTwo-Photon Grayscale Lithography (2GL^®) による3Dプリンティングを組み合わせることで、チップやファイバー上に最適化されたフリーフォームマイクロオプティクスを直接作製し、高度なフォトニックデバイスに求められる柔軟性を維持しながら統合を簡素化します。

• 最適化されたフリーフォームビーム整形オプティクスが、低損失なエキスパンデッドビームカップリング、モードフィールドマッチングの向上、パッシブアライメントにおけるアライメント許容度の向上を実現します。

• 自動アライメントにより、ファイバーコア、チップエッジ、オンチップフィデューシャルへ、最小100 nmの検出精度でアライメント対象に応じた精密な構造配置が可能です。特許取得済みのビームシャドー補正技術により、チップエッジへのビームエキスパンダの直接プリントを実現します。

• 3D printing by 2GL®は、優れた形状精度と光学品質表面（R_a 5 nm以下）を持つ高精度フリーフォームマイクロオプティクスを迅速に作製し、従来のTwo-Photon Polymerization (2PP) と比べて最大60倍高速なプリント速度を実現します。

• 高スループット処理によるスケーラブルな製造：1回のプリントで最大4×8本のファイバーに対応し、最大150×150 mm²の基板（8インチウェハや個々のダイを含む）へのウェハレベルアライメント3Dプリンティングを実現します。

• 幅広いコンポーネント互換性：SiN, Si, SOI, InP, GaAs, TFLNなど主要なPICプラットフォームや、シングルモードファイバー（SMF）、マルチモードファイバー（MMF）、マルチコアファイバー、ファイバーバンドル、偏波保持（PM）ファイバー、ファイバーアレイなど、幅広い光ファイバーに対応します。

• 高い透過性を持つ実証済みフォトレジスト：UVからNIRの波長域に対応し、最適化された光学特性と、実証済みの長期環境信頼性を備えています。
• 直感的なnanoPrintXソフトウェア：ビジュアルなジョブ設定とリアルタイムフィードバックにより、日常的な作業から複雑なアライメントワークフローまでを簡素化します。