Montage photonisch integrierter Systeme

Die besonderen Herausforderungen in der Montage photonisch-elektrisch integrierter Systeme liegen in der Handhabung und der Positionierung der meist nur zehntel Millimeter großen optisch aktiven und passiven Komponenten. Insbesondere Glasfasern sind aufgrund ihrer mechanischen Flexibilität und dem Verhältnis von Faserdurchmesser zu Länge nur erschwert zu handhaben. Hinzu kommt, dass der lichtleitende Kern ohne Ummantelung in einigen Fällen nur wenige Mikrometer im Durchmesser haben kann. Aber auch die elektrische Kontaktierung von z.B. mikroskopischen Laserdioden stellt eine Herausforderung dar.

Für die Performance von optischen Systemen sind neben der optischen Qualität der einzelnen Komponenten vor allem die Montagetoleranzen ausschlaggebend. Im Bereich von singlemodigem Licht liegen diese im Nanometerbereich weshalb in der Praxis hochspezialisierte, aber unflexible Montageanlagen eingesetzt werden müssen. Die Einhaltung der anspruchsvollen Montagetoleranzen wird hierbei i.d.R. durch zeitintensive aktive Alignment-Prozesse realisiert, da einerseits die Auflösung gängiger bildbasierter Messsysteme bei diesen Größenordnungen an ihre physikalischen Grenzen stößt und andererseits nur so die maximale optische Performance erzielt werden kann.  

Zur Realisierung effizienter und zuverlässiger Montage optischer Systeme forscht das match an neuartigen Prozesslösungen zum Fügen und Handhaben. Insbesondere Klebeprozesse werden betrachtet, da die Montagetoleranz wesentlich durch die Aushärtung und dem daraus resultierenden Klebstoffschrumpf beeinflusst wird. Des Weiteren arbeitet das match an neuartigen Greifersystemen und an sich selbst optimierenden Prozessen, in denen Prozessdaten entlang der gesamten Entwicklungs- und Produktionskette genutzt werden um Prozesseinflüsse vorherzusagen. Hierfür werden Simulations-, Entwicklungs- und Fertigungsdaten der in PhoenixD entwickelten optischen Systeme in einem einheitlichen Datenformat zusammengefasst.

Ansprechpartner: Niklas Terei

Mikroskopaufnahme: Größenvergleich einer mikroskopischen Laserdiode auf einer Trägerfolie und einem menschlichen Haar.