Teadlased muudavad väikesed fotoonilised kiibid funktsionaalseteks temperatuurianduriteks

Sarnaselt elektroonikaga saab fotoonlülitusi miniatuurseks muuta kiipidele, mille tulemuseks on fotoonilised integraallülitused (PIC). Kuigi need arengud on hilisemad kui elektroonikas, on valdkond viimastel aastatel kiiresti arenenud.
Suureks väljakutseks on aga see, kuidas muuta selline PIC funktsionaalseks seadmeks – selleks on vaja optilist pakkimist ja sidumisstrateegiaid, et tuua valgust PIC-i ja eemaldada valgust PIC-ist.
Näiteks optilise side jaoks on optilisi kiude vaja ühenduse loomiseks ja seejärel valgusimpulsside edastamiseks pikkade vahemaade taha. Teise võimalusena võib PIC-is olla optiline andur, mille lugemiseks on vaja välist valgust.
Kuna PIC-i valgus liigub väga väikestes kanalites (nimetatakse "lainejuhtideks"), mille mõõtmed on väiksemad kui mikronid, on see optiline sidumine väga keeruline ja nõuab PIC-i ja väliste komponentide hoolikat joondamist. Optika on samuti väga habras, nii et PIC-i korralik pakendamine on usaldusväärse seadme tootmiseks ülioluline.
Prof Van Steenberge ja prof Jeroen Missinne'i uurimisrühmad Genti ülikoolist ja imec'ist töötavad välja lahendusi, et ületada järgmise põlvkonna telekommunikatsioonisüsteemide, andurite ja biomeditsiiniseadmete PIC-idega seotud pakkimis- ja integreerimisprobleemid.
Üks nende jõupingutusi on kasutada väga väikeseid mikroläätsesid, et hõlpsamini ühendada PIC-idel olevad optilised kanalid väliste optiliste kiudude või muude komponentidega. Lõpuks õnnestus neil demonstreerida mikroläätsi, mida saab valmistamise ajal PIC-i endasse integreerida, või väliseid mikroläätsi, mida saab pakendamise ajal lisada.
Viimast käsitleti hiljuti ajakirjas Journal of Optical Microsystems avaldatud artiklis.
Uuringu käigus kasutati väikest, 300 mikronit läbimõõduga kuulläätse, et luua tõhus ühendus PIC-i andurite ja optilise kiu vahel, mida saab ühendada standardse näiduseadmega.
Lisaks kirjeldatakse artiklis impordietappe, mis on vajalikud PIC-i teisendamiseks funktsionaalseks ja täielikult kapseldatud miniatuurseks anduriks (läbimõõduga alla 2 mm). Selles esitluses välja töötatud optilise anduri tüüp on Braggi resti temperatuuriandur, mis suudab mõõta kuni 180 kraadi.
Andur realiseeriti Euroopa SEER projekti raames koos Argotechiga (Tšehhi Vabariik) ja Ateena riikliku tehnikaülikooli fotoonikakommunikatsiooni uurimislaboriga (Kreeka).
Selles projektis keskenduvad mitmed Euroopa partnerid optiliste andurite integreerimisele tootmisprotsessidesse komposiitkomponentide, näiteks lennukite, tootmiseks, mis viib lõppkokkuvõttes protsesside optimeerimiseni, energia- ja kulude kokkuhoiuni.