في الآونة الأخيرة، أعلن الباحثون في معهد فراونهوفر للموثوقية والهياكل الدقيقة (Fraunhofer IZM) في ألمانيا وشركائهم عن التطوير الناجح لتقنية اللحام بالليزر التي تعمل على تأمين الألياف الضوئية بكفاءة للدوائر المتكاملة الضوئية (PICs) دون الحاجة إلى استخدام مواد لاصقة للربط.
تم تطوير هذه التقنية استجابةً لتقنية الاستشعار الضوئي الحيوي وتستخدم في المقام الأول أنظمة الدوائر المتكاملة الضوئية المصغرة (PIC) مع اتصالات الألياف الضوئية المستقرة للغاية.
في الماضي، كانت المواد اللاصقة مطلوبة غالبًا لتوصيلات الألياف الضوئية للدوائر المتكاملة الضوئية. ومع ذلك، يؤدي هذا الحل على المدى الطويل إلى حدوث ظواهر التدهور البصري وفقدان الإرسال البصري في نهاية المطاف. تؤدي نعومة المادة اللاصقة إلى تغيير موضع المكون بمرور الوقت وإنشاء نقطة تداخل بين طبقتين من الزجاج. ومع تقدم عمر المادة اللاصقة، يؤدي ذلك إلى تدهور الإشارة وهشاشة الاتصالات.
نظرًا لاختلاف أحجام الألياف الزجاجية والركيزة، فإن السعات الحرارية للجزأين المراد ربطهما غير متساوية وبالتالي تتصرف بشكل مختلف من حيث التدفئة والتبريد. وبدون التعويض المناسب عن الاختلافات، يمكن أن يؤدي ذلك إلى التشوه والتشقق أثناء التبريد. لحل هذه المشكلة، استخدم الفريق ليزرًا منفصلاً قابلاً للضبط لتسخين الركيزة بشكل موحد بحيث تحدث مراحل ذوبان الألياف والركيزة في وقت واحد.
لقد تجاوزت التكنولوجيا التي تم تطويرها في هذا المشروع مرحلة الإعداد التجريبي؛ النظام الذي طوروه مصمم للبيئات الصناعية. قام معهد فراونهوفر للموثوقية والبنية الدقيقة (Fraunhofer IZM) في ألمانيا، بالتعاون مع خدمة Finicontec، بتنفيذ عملية التكنولوجيا في نظام آلي ووجد أن العملية قابلة للتكرار وقابلة للتطوير بدرجة كبيرة. وهو مجهز بمراقبة العملية الحرارية حتى 1300 درجة، ونظام تحديد المواقع بدقة تصل إلى 1 ميكرومتر، والتصوير لتحديد العملية وبرنامج التحكم.
"إن إمكانات الأتمتة العالية تمكن العملاء من استخدام الدوائر المتكاملة الضوئية (PICs) بأقصى قدر من كفاءة الاقتران. ويعني الدمج الصناعي قفزة إلى الأمام في تطبيقات الضوئيات الحيوية، ولكن أيضًا في الاتصالات الكمومية والضوئيات عالية الأداء." قال جوميز.
