アライメント3Dナノプリンティングによる
フォトニックカップリング
試作から量産まで
― 高精密3D光学プリンティング
最先端の3D printing by 2GL®技術による最先端3Dプリンティング技術により、Quantum X alignは形状精度と表面品質に優れた自由形状マイクロ光学素子を製造製作します。プリントプロセス中の動的ボクセルサイズ制御により、積層数を大幅に削減し、精度や品質を損なうことなくプリント速度を大幅に向上させます。
Aligned optics printing with A2PL®
Aligned 2-Photon Lithography(A2PL®)により、Quantum X alignは、チップエッジやファイバーコア、またチップ表面やウェハ上、さらにはあらかじめ構造化された基板上のフィデューシャルを自動検出します。その後光学軸に合わせて、ナノメートル精度で自由形状マイクロ光学素子を直接プリントします。フォトニクスパッケージングに最適で、取り付けや固定のための追加的な製造・組立工程の時間とコストを削減します。
使いやすいシステムと検証済み材料
Quantum X alignは信頼性の高い成果を提供します。またスマートな自動化機能、使いやすいソフトウェア、そして効率的なワークフローを備えており、試作から生産までの3Dプリンティング・プロセスを加速させます。このシステムは、光学製造向けに検証された幅広い樹脂をサポートします。Nanoscribeの光硬化樹脂は、可視光全域から近赤外(NIR)および紫外(UV)領域にわたって高い透過性を持ち、複数の屈折率やアッベ数をラインナップしています。要求の厳しいアプリケーション向けに設計されており、レーザー照射、熱ストレス、湿度に対して、実証済みの高い安定性を発揮します。
チップやファイバー上の自由形状光学素子の
アライメント3Dプリント
Quantum X alignの特長と仕様
Included features
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アライメント3Dプリント:Aligned 2-Photon Lithography (A2PL®) による、ファイバーコアやチップ表面・エッジへの高精度光学素子のアライメントプリント
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従来の2PPと比べ最大60倍の速度と優れた品質を実現する3D printing by 2GL®(二光子グレースケールリソグラフィー)
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SiN, Si, SOI, GaAs, LNOIなど多様なフォトニクスパッケージング用材料への3Dプリント
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Fiber Printing Setによるファイバーコアへの自動アライメントプリント
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Chip Printing Setと共焦点検出モジュールによる複雑な基板トポグラフィーの自動3Dマッピング
オプション機能
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二光子グレースケールリソグラフィー (2GL®) による高速かつ高精度な表面パターニング
| 3Dアライメント検出精度1 | 最小 100 nm (x/y軸) |
| 表面粗さ Ra | 最小 ≤ 5 nm |
| 形状精度 Sa | 最小 ≤ 200 nm |
| フィーチャー・サイズ・コントロール | 最小 100 nm (x/y軸) |
| 標準プロセス時間 | 10分(8xレンズドファイバー・アレイの値) |
| 達成可能な結合損失 2 | 最小 ≤ 1 dB |
ピーク値は、プリンティングパラメータ、プリントヘッド、光硬化樹脂、デザインなど特定の条件下でのみ達成されます。
1 共焦点検出時。精度は選択したプリントヘッドに依存します。
2 一般的な用途における最良のケース。デザイン、基板品質、測定方法によって異なります。
| 基盤 | マイクロチップ、TO-can、 |
| 光硬化性樹脂 | Nanoscribe 製IP光硬化性樹脂(ポリマー) 他社製およびカスタム材料にも対応 |
スケーラブルなフォトニクスおよびオプティクス製造を可能にする機能
Joost van Kerkhof氏, PHIX Photonics Assembly 最高執行責任者(COO)
私たちは、Nanoscribeの新しいアライメント3Dプリント技術による、制限のない光学設計が可能なレンズ付きファイバーアレイやレンズ付きチップの製造に、大きな期待を寄せています。
Quantum X
柔軟に構成可能なプラットフォーム
Quantum X alignがあなたの用途に最適か、迷っていませんか?
Quantum Xプラットフォーム全体を調べて、各プリンターを比較し、印刷技術やアプリケーションセット、ソフトウェアソリューションなど、要件に最も適した構成オプションを見つけてください。
フリースペース・マイクロ光学カップリング
フォトニクスパッケージング向けの高効率ソリューション
フリースペース・マイクロ光学カップリング(FSMOC)は、フォトニックパッケージングや統合に対して非常に堅牢かつ高効率な光結合ソリューションを提供します。チップやファイバーの光学インターフェース上に直接製造された自由形状マイクロ光学素子により、ビーム整形やモードフィールド調整を柔軟に行えます。その結果、光学素子間のアライメント許容範囲が広がり、光インターコネクト製造時などにおけるアクティブ・アライメントの必要がなくなります。
FSMOCは柔軟性が高く、用途に応じたカスタマイズが容易です。
- コスト効率の高いフォトニックパッケージング方式
- パッシブ・アライメントのための広いアライメント許容範囲
- 1 dB以下のカップリング損失を実現可能
- 新しい要件やアプリケーションへの迅速かつ簡単な適応
nanoPrintXでシーンを設定
よりスマートにプリンティングを構築・アライメント
nanoPrintXは単なる3Dプリンター用スライサーソフトウェアではありません。Aligned 3Dプリント向けに高度なプリントプロジェクトを構築できる画期的なツールであり、革新的な2GL®技術をサポートしています。階層的にオブジェクトや操作を管理できるツリー型データ構造、シーングラフ・コンセプトに基づいており、何を、どこに、どの向きで、どのようにプリントするかを柔軟に定義できます。直感的なソフトウェアアーキテクチャと中央に配置されたレンダリングキャンバスを組み合わせることで、各要素が互いに、または基板上の定義済み位置に対して、どの位置・どの方向に配置されているのかを即座に視覚的に確認できます。
プロジェクトをnanoPrintXで構築: nanoPrintXを使えば、まず基板(光ファイバーやフォトニックチップなど)と個々のアライメントマーカーを仮想空間でモデリングすることができます。次に、3Dプリント用デザインをインポートしたり、あらかじめインストールされているシンプルな形状を組み合わせたり、nanoPrintX内のパラメトリックデザインツールを用いて球面や非球面のレンズデザインを生成したりすることができます。さらに、各デザインに最適なプリントパラメータを割り当て、3D printing by 2GL®のために新しく追加されたプリセットを利用することで、設計のポテンシャルを最大限に引き出すことができます。最後に、完成したプリントプロジェクトをQuantum X alignにアップロードするだけで、すぐに高精度なプリント結果を得ることができます。
nanoConnectXでリモート接続: Quantum X alignの直感的なタッチスクリーン・ユーザーインターフェースを使えば、プリント完了まで簡単に操作を進めることができます。各基板の開始位置を登録し、高解像度ライブカメラビューで位置を確認したら、プリントを開始するだけです。システムは、指定されたマーカーを基準に自動でプリントのアライメントを行い、サブミクロンレベルの高精度な結果を提供します。
Stay connected with nanoConnectX: nanoConnectXリモートアクセスソフトウェアを使えば、オフィスなど離れた場所からでもプリントプロジェクトを開始したり監視したりすることができます。Quantum X alignのタッチスクリーンで行えるすべての操作と表示機能を、オンラインに接続された任意のコンピューターでそのまま利用できます。この機能により、Quantum X alignシステムは生産環境や複数ユーザーによる同時運用にも対応した設計となっています。
ソフトウェアの特長
nanoPrintXは、すべてのQuantum Xシステムでご利用いただけます。複雑な構造の設計を簡単かつ迅速に行うことができ、構造内の特定部分に対する特別なプリント方式も提供します。また、ナノメートル精度で構造と基板をアライメントさせたプリントにも対応しており、最新のプリント技術である3 printing by 2GL®により、比類のない速度で優れた品質を実現します。
nanoPrintXを使用することで、サブミクロンからミリメートルスケールまでの構造を製作することが可能です。使いやすいツリーノード構造により、光ファイバーやフォトニックチップ、その他の事前にパターン化された基板上でのアライメントプリントプロジェクトを、わずかなステップで簡単に設定できます。
Key features
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3Dレンダリングキャンバスにより、構造を他の構造、ファイバーコア、フィデューシャル、チップエッジに対して相対的に配置可能
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アレイ構成を簡単に作成可能
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プリンティングに関連する全操作を直感的に整理できるツリーノード構造を採用
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最適なプリント結果のための、すぐに使えるパラメータープリセット
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3D printing by 2GL®による3Dプリントで、比類のない速度と優れた品質を提供
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パターンマッチングによるフィデューシャル検出機能
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基板エッジでの優れた結果が得られるドーズ補正機能
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ファイバーコア自動検出および光学構造のプリンティングのための、ファイバープリントノード
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ISO 10110規格に基づくパラメトリックレンズ設計ツール
Quantum X alignの18.5インチフロントパネルタッチスクリーンを備えたグラフィカルユーザーインターフェース(GUI)で、高解像度3Dプリントシステムを制御および監視できます。数ステップで成功するプリントを実行できます。プリントプロジェクトを選択し、基板をロードしてプリントを開始するだけです。
主な特長
- 3台のライブカメラで、異なる視点からプリントプロセスをリアルタイムにモニタリング
- 仮想ナビゲーションカメラ(プリント設定の3Dモデル)により、基板上での精密かつ簡単なナビゲーションが可能
- 全ての空間軸における簡単なステージ制御により、基板上の任意の位置にステージを移動
- ユーザーフレンドリーなプリント設定により、プリントプロジェクトのアップロードからプリント実行までの作業フローを効率化
nanoConnectXは、Quantum Xシステム用のリモートアクセスソフトウェアです。タッチスクリーンのすべての機能と表示機能を、オンライン接続されたあらゆるコンピューターで利用できます。
主な特長
- リモートアクセスソフトウェアで、場所を問わずQuantum Xシステムを自分のコンピューターに接続
- どこからでも、プリントジョブの準備、制御、監視が可能で、タッチスクリーンのすべての機能を利用可能
- コンピューターから直接、プリントプロジェクトをダウンロードおよびアップロード
Aligned 2-Photon Lithography と Quantum X align を深掘りしましょう
光ファイバー、チップ、ウェハへのプリント方法は?
フィデューシャルに正確にアライメントした光学素子のプリント方法は?
プリント対象物の3Dアライメントは、共焦点ユニットによる高解像度3Dトポグラフィーマッピングに基づきます。フォトニックチップやあらゆる材料のウェハ上で光学コンポーネントを正確にアライメントするために、スマートなソフトウェアアルゴリズムが、事前に定義されたマーカーやトポグラフィーの特徴などのフィデューシャルを自動的に認識します。例えば、チップ上の導波路の正確な位置と方向を特定できます。その後、導波路の出口に仮想座標系が設定され、光軸および方向に完全に一致するようにアライメントされます。目的とする光学コンポーネントは、この座標系に基づいて自動的にプリントされ、最適な光学性能を確保するとともに、カップリング損失は最小限に抑えられます。このプロセスにより、フリースペース・マイクロ光学カップリング(FSMOC)による効率的な光結合が可能になります。
フォトニックチップ上でのエッジカップラーのプリント方法は?
基板表面に対して垂直方向、つまり上方からチップの端面にプリントすることは、非常に難易度の高い作業です。この作業には、高精度な位置決めシステムと「シャドーイング効果」を補償する特別な技術が必要です。端面にプリントする際には、プリント用レーザーの焦点での光強度のかなりの部分がチップのエッジによって遮られ、焦点での強度が低下します。この影響は基板壁付近で顕著になり、より高い露光量を必要とします。
この課題を克服するために、Quantum X alignは、チップの端面でのレンズプリントに対して特許技術を使用しています。プリントプロセス中、システムは独自のドーズ補正機能によりレーザー出力を自動調整します。その結果、マイクロ光学素子やその他のプリント構造をサブミクロン精度で基板の端面にプリントすることができます。
ファイバープリンティングにおけるnanoPrintXの役割はなんですか?
レンズ付きファイバーアレイ(LFA)や、個別設計による光ファイバーへのアライメント・プリンティングは、ハードウェアとソフトウェアの密接な連携によって実現されます。nanoPrintXを使用すると、わずかなステップでレンズ付きファイバーアレイ(LFA)を作製できます。シーングラフ内でファイバーノードを選択し、個別のレンズ設計を.STLまたは.OBJファイルとして、あるいはパラメトリックレンズ方式を用いてファイバー上に配置します。
同じプリントの複製を簡単に複数作成できるほか、各ファイバーを個々にカスタマイズしたデザインにすることも可能です。完成したプリントプロジェクトはQuantum X alignにアップロードされ、タッチスクリーンまたはnanoConnectXを介したリモート操作で開始できます。
粗い位置合わせを迅速に行った後、仮想ファイバー位置はシステムで検出された実際のファイバー位置と一致させられます。その後、アライメントされたプリントは完全自動で開始され、高い精度と使いやすさを兼ね備えたプロセスが実現します。
Quantum X align
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