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研究人員把微型光子芯片變成功能溫度傳感器

2023-12-29 11:21:44來源：OFweek激光網(wǎng) 關鍵詞：溫度傳感器光子芯片閱讀量：22934

導讀：如何將這樣的PIC轉(zhuǎn)換為功能器件，是一大挑戰(zhàn)——這需要光學封裝和耦合策略來將光帶入PIC，并將光從PIC中取出。

　　與電子學類似，光子電路可以小型化到芯片上，從而形成光子集成電路(PIC)。雖然這些發(fā)展比電子學的發(fā)展要晚，但近年來這個領域正迎來迅速發(fā)展。

　　不過，如何將這樣的PIC轉(zhuǎn)換為功能器件，是一大挑戰(zhàn)——這需要光學封裝和耦合策略來將光帶入PIC，并將光從PIC中取出。

　　例如，對于光通信，需要用光纖進行連接，然后將光脈沖長距離傳輸?；蛘?，PIC可以容納一個光學傳感器，它需要外部光來讀取。

　　由于PIC上的光在亞微米尺寸的非常微小的通道(稱為“波導”)中傳播，因此這種光學耦合非常具有挑戰(zhàn)性，需要在PIC和外部組件之間仔細校準。光學元件也非常脆弱，因此PIC的適當包裝對于產(chǎn)生可靠的設備至關重要。

　　根特大學和imec的Van Steenberge教授和Jeroen Missinne教授的研究小組正在開發(fā)解決方案，以克服與下一代電感器和生物醫(yī)學設備的PICs相關的封裝和集成挑戰(zhàn)。

　　他們的工作之一是使用非常小的微透鏡，更輕松地將PICs上的光通道與外部光纖或其他元件連接起來。最后，他們成功展示了可以在制造過程中集成到PIC本身的微透鏡或在封裝過程中添加的外部微透鏡。

　　后者是最近發(fā)表在《光學微系統(tǒng)雜志》(the Journal of Optical Microsystems)上的一篇論文的主題。

　　在研究過程中，一個直徑為300微米的小球透鏡，被用來在PIC上的傳感器和可連接到標準讀出設備的光纖之間建立有效的連接。

　　此外，本文還介紹了將PIC轉(zhuǎn)換為功能性和完全封裝的微型傳感器探頭(直徑小于2毫米)所需的導入步驟。在本次演示中開發(fā)的光學傳感器類型，是可以測量高達180°C的布拉格光柵溫度傳感器。

　　該傳感器是在歐洲SEER項目框架內(nèi)與Argotech(捷克)和雅典國立技術大學光子學通信研究實驗室(希臘)共同實現(xiàn)的。

　　在這個項目中，幾個歐洲合作伙伴專注于將光學傳感器集成到制造飛機等復合材料部件的制造流程中，最終實現(xiàn)工藝優(yōu)化、節(jié)能和成本節(jié)約。

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