الباحثون يحولون الرقائق الضوئية الصغيرة إلى أجهزة استشعار وظيفية لدرجة الحرارة

كما هو الحال مع الإلكترونيات، يمكن تصغير الدوائر الضوئية إلى شرائح، مما يؤدي إلى ظهور دوائر متكاملة ضوئية (PICs). وعلى الرغم من أن هذه التطورات متأخرة عن تلك الموجودة في مجال الإلكترونيات، إلا أن المجال يشهد تطورًا سريعًا في السنوات الأخيرة.
ومع ذلك، فإن التحدي الرئيسي هو كيفية تحويل مثل هذه الموافقة المسبقة عن علم إلى جهاز وظيفي - وهذا يتطلب استراتيجيات التغليف والاقتران البصرية لجلب الضوء إلى الموافقة المسبقة عن علم وإخراج الضوء من الموافقة المسبقة عن علم.
على سبيل المثال، بالنسبة للاتصالات الضوئية، هناك حاجة إلى الألياف الضوئية لإجراء اتصالات ومن ثم نقل نبضات الضوء عبر مسافات طويلة. وبدلاً من ذلك، يمكن أن تحتوي الموافقة المسبقة عن علم على مستشعر بصري يتطلب ضوءًا خارجيًا للقراءة.
نظرًا لأن الضوء الموجود على الموافقة المسبقة عن علم ينتقل في قنوات صغيرة جدًا (تسمى "أدلة الموجات") ذات أبعاد دون الميكرون، فإن هذا الاقتران البصري يمثل تحديًا كبيرًا ويتطلب محاذاة دقيقة بين الموافقة المسبقة عن علم والمكونات الخارجية. البصريات أيضًا هشة للغاية، لذا فإن التغليف المناسب للموافقة المسبقة عن علم أمر بالغ الأهمية لإنتاج جهاز يمكن الاعتماد عليه.
تعمل المجموعات البحثية للبروفيسور فان ستينبيرج والبروفيسور جيروين ميسين في جامعة غنت وIMEC على تطوير حلول للتغلب على تحديات التغليف والتكامل المرتبطة بأنظمة الاتصالات المسبقة عن بعد لأنظمة الاتصالات وأجهزة الاستشعار والأجهزة الطبية الحيوية من الجيل التالي.
تتمثل إحدى جهودهم في استخدام عدسات ميكروية صغيرة جدًا لتوصيل القنوات الضوئية على صور PIC بالألياف الضوئية الخارجية أو المكونات الأخرى بسهولة أكبر. وأخيرًا، نجحوا في إظهار العدسات الدقيقة التي يمكن دمجها في الموافقة المسبقة عن علم نفسها أثناء التصنيع أو العدسات الدقيقة الخارجية التي يمكن إضافتها أثناء التعبئة.
وكان هذا الأخير موضوع بحث نشر مؤخرا في مجلة النظم الدقيقة البصرية.
أثناء الدراسة، تم استخدام عدسة كروية صغيرة، يبلغ قطرها 300 ميكرون، لإنشاء اتصال فعال بين أجهزة الاستشعار الموجودة في الموافقة المسبقة عن علم والألياف الضوئية التي يمكن توصيلها بجهاز قراءة قياسي.
وبالإضافة إلى ذلك، تصف الورقة خطوات الاستيراد المطلوبة لتحويل الموافقة المسبقة عن علم إلى مسبار استشعار مصغر وظيفي ومغلف بالكامل (قطره أقل من 2 مم). نوع المستشعر البصري الذي تم تطويره في هذا العرض التوضيحي هو مستشعر درجة حرارة شبكة Bragg الذي يمكنه قياس ما يصل إلى 180 درجة.
تم إنتاج المستشعر في إطار مشروع SEER الأوروبي مع Argotech (جمهورية التشيك) ​​ومختبر أبحاث الاتصالات الضوئيات التابع للجامعة التقنية الوطنية في أثينا (اليونان).
في هذا المشروع، يركز العديد من الشركاء الأوروبيين على دمج أجهزة الاستشعار البصرية في عمليات التصنيع لتصنيع المكونات المركبة مثل الطائرات، مما يؤدي في النهاية إلى تحسين العملية وتوفير الطاقة والتكلفة.