رقابت بازار بین المللی منشور نوری

2023,11,04

محققان یک روش بسیار دقیق برای جمع آوری محکم چندین دستگاه نوری سطح میکرومتر بر روی یک تراشه واحد ایجاد کرده اند.

این روش جدید می تواند روزی تولید انبوه سیستم های نوری مبتنی بر تراشه را فعال کند و این امکان را برای دستگاه های ارتباطی نوری جمع و جور تر و دستگاه های تصویربرداری پیشرفته فراهم می کند.

Dimitars Jevtics از دانشگاه Strathclyde در انگلستان گفت: "توسعه فناوری الکترونیکی مبتنی بر ترانزیستورهای سیلیکون باعث شده است که سیستم روی تراشه قدرتمندتر و انعطاف پذیر تر شود." "با این حال ، سیستم نوری روی یک تراشه باید مواد مختلف را بر روی یک تراشه ادغام کند ، بنابراین ما شاهد توسعه مقیاس یکسان مانند الکترونیک سیلیکون نبوده ایم."

در مجله "نوری مواد اکسپرس" گروه انتشارات اپتیکا ، جیوتیک و همکارانش فرآیند چاپ جدید انتقال خود را توصیف کردند و توانایی آنها را در قرار دادن دستگاه های ساخته شده از چندین ماده روی یک تراشه نشان دادند. همه این دستگاه ها در یک ردپای مشابه با خود دستگاه ادغام شده اند.

بر خلاف سایر روش هایی که معمولاً به یک ماده واحد محدود می شوند ، این روش جدید یک جعبه ابزار مواد را ارائه می دهد که از آن طراحان سیستم آینده می توانند انتخاب و ارجاع دهند.

optical lens

به عنوان مثال ، در ارتباطات نوری تراشه به مونتاژ منابع نوری ، کانال ها و ردیاب ها بر روی مؤلفه هایی که می توانند با تراشه های سیلیکون ادغام شوند ، نیاز دارد. فرآیند چاپ انتقال ما می تواند با ادغام هزاران دستگاه ساخته شده از مواد مختلف بر روی یک ویفر واحد ، مقیاس بندی کند. این امر باعث می شود دستگاه های نوری مقیاس میکرومتر در تراشه های رایانه ای با چگالی بالا در آینده یا سیستم عامل های آزمایشگاهی زیست سنجی تراشه ادغام شوند

یکی از بزرگترین چالش های مونتاژ چندین دستگاه در تراشه ، تلاش برای قرار دادن آنها بسیار محکم و بدون دخالت در دستگاه های موجود در تراشه است. برای دستیابی به این هدف ، محققان روشی را مبتنی بر چسبندگی برگشت پذیر تهیه کرده اند که در آن دستگاه از ماتریس رشد خارج می شود و بر روی یک سطح جدید آزاد می شود.

محققان همچنین با قرار دادن نانوسیم های نیمه هادی روی دی اکسید سیلیکون ، یک سیستم نانولازر با طول موج ایجاد کرده اند. این روش جدید چاپ انتقال می تواند روزی سیستم های نوری مبتنی بر تراشه را از مواد متعدد در مقادیر زیاد تولید کند.

این روش جدید از یک تمبر پلیمری نرم نصب شده بر روی کنسول حرکت ربات برای حذف دستگاه نوری از بستری که در آن ساخته شده است استفاده می کند. بستر قرار داده شده را در زیر دستگاه تعلیق قرار داده و با استفاده از میکروسکوپ آن را به طور دقیق تراز کنید. پس از تراز صحیح ، دو سطح در تماس خواهند بود و دستگاه را از نشانگر پلیمر آزاد می کنند و آن را بر روی سطح هدف قرار می دهند. پیشرفت فناوری دقیق روبات مونتاژ میکرو ، فناوری تولید نانو و فناوری پردازش میکرو تصویر این روش را امکان پذیر کرده است.

Jevtics گفت: "با طراحی دقیق شکل هندسی مهر و موم برای مطابقت با دستگاه و کنترل ویسکوزیته مواد پلیمری ، می توانیم دستگاه را طراحی کنیم تا مشخص شود که آیا آن برداشته می شود یا آزاد می شود." "پس از بهینه سازی ، این فرایند خسارت وارد نخواهد کرد و می تواند از طریق عملیات خودکار ، سازگار با تولید مقیاس ویفر ، مقیاس بندی شود

برای نشان دادن این فناوری جدید ، محققان آرسنید گالیم آلومینیوم ، الماس و طنین نوری نیترید گالیم را بر روی یک تراشه واحد یکپارچه کردند. این طنین اندازهای نوری عملکرد انتقال نوری خوبی را نشان می دهند ، که نشانگر کار ادغام خوبی است.

آنها همچنین از روش های چاپ برای تولید لیزرهای نیمه هادی نانوذرات استفاده کردند و نانوسیم ها را به صورت مکانی متراکم بر روی سطح بدنه اصلی قرار دادند. جدایی بین نانوسیم ها که با اسکن میکروسکوپ الکترونی اندازه گیری می شوند ، دقت مکانی در محدوده 100 نانومتر را نشان می دهد. آنها با قرار دادن نانوسیمهای نیمه هادی روی دی اکسید سیلیکون ، می توانند یک سیستم نانولازر با طول موج ایجاد کنند.

به عنوان یک فناوری تولید ، این روش چاپ فقط به دستگاه های نوری محدود نمی شود. "

به عنوان مرحله بعدی ، محققان در تلاشند تا این نتایج را با دستگاه های بیشتری تکرار کنند تا اثربخشی خود را در مقیاس بزرگتر اثبات کنند. آنها همچنین امیدوارند که روش چاپ انتقال خود را با فناوری تراز اتوماتیک که قبلاً توسعه یافته بودند ، ترکیب کنند تا به سرعت اندازه گیری ، انتخاب و انتقال صدها دستگاه جداسازی برای اهداف تصویربرداری