Истраживачи претварају мале фотонске чипове у функционалне сензоре температуре

Слично електроници, фотонска кола се могу минијатурисати на чипове, што резултира фотонским интегрисаним колима (ПИЦ). Иако су ови развоји каснији од оних у електроници, ова област је сведок брзог развоја последњих година.
Међутим, велики изазов је како претворити такав ПИЦ у функционалан уређај – ово захтева оптичко паковање и стратегије спајања да би се светлост унела у ПИЦ и одвела светлост из ПИЦ-а.
На пример, за оптичке комуникације потребна су оптичка влакна да би се направиле везе и затим пренеле светлосне импулсе на велике удаљености. Алтернативно, ПИЦ може да садржи оптички сензор који захтева спољно светло за читање.
Пошто светлост на ПИЦ-у путује у веома малим каналима (који се називају „таласоводима“) субмикронских димензија, ово оптичко спајање је веома изазовно и захтева пажљиво поравнање између ПИЦ-а и спољашњих компоненти. Оптика је такође веома крхка, тако да је правилно паковање ПИЦ-а кључно за производњу поузданог уређаја.
Истраживачке групе проф. Ван Стеенберга и проф. Јероен Миссинне са Универзитета у Генту и имец развијају решења за превазилажење изазова паковања и интеграције повезаних са ПИЦ-овима за телекомуникационе системе, сензоре и биомедицинске уређаје следеће генерације.
Један од њихових напора је да користе веома мала микросочива за лакше повезивање оптичких канала на ПИЦ-у са спољним оптичким влакнима или другим компонентама. Коначно, успели су да демонстрирају микросочива која се могу интегрисати у сам ПИЦ током производње или екстерна микросочива која се могу додати током паковања.
Ово последње је била тема рада недавно објављеног у Јоурнал оф Оптицал Мицросистемс.
Током студије, мало куглично сочиво, пречника 300 микрона, коришћено је за стварање ефикасне везе између сензора на ПИЦ-у и оптичког влакна које је могло да се повеже са стандардним уређајем за очитавање.
Поред тога, рад описује кораке увоза који су потребни за претварање ПИЦ-а у функционалну и потпуно инкапсулирану минијатурну сензорску сонду (мање од 2 мм у пречнику). Тип оптичког сензора развијен у овој демонстрацији је температурни сензор са Бреговим решеткама који може да мери до 180 степени.
Сензор је реализован у оквиру европског пројекта СЕЕР са Арготецх-ом (Чешка) и Лабораторијом за истраживање комуникација фотонике Националног техничког универзитета у Атини (Грчка).
У овом пројекту, неколико европских партнера фокусира се на интеграцију оптичких сензора у производне процесе за производњу композитних компоненти као што су авиони, што на крају доводи до оптимизације процеса, уштеде енергије и трошкова.