通過(guò)解鎖新的應(yīng)用，光子集成電路(PICs)正處于重大顛覆的邊緣。這一成功在很大程度上依賴于先進(jìn)的晶圓級(jí)小型化光子器件制造，將出色的功能和魯棒性與前所未有的性能和可擴(kuò)展性相結(jié)合。

然而，盡管通過(guò)專門的代工服務(wù)，具有成本效益的PIC大規(guī)模生產(chǎn)已經(jīng)廣泛可用，但可擴(kuò)展的光子封裝和系統(tǒng)組裝仍然是加速商業(yè)應(yīng)用的重大挑戰(zhàn)和障礙。

圖1.基于3D打印面附著微透鏡的光學(xué)組件示意圖

具體來(lái)說(shuō)，封裝級(jí)光學(xué)芯片對(duì)芯片和光纖對(duì)芯片的連接通常依賴于所謂的對(duì)接耦合，其中器件面緊密相連或直接物理接觸。這種方法通常需要亞微米精度的高精度主動(dòng)對(duì)準(zhǔn)，從而使裝配過(guò)程復(fù)雜化。此外，匹配模式場(chǎng)可能具有挑戰(zhàn)性，特別是在連接具有不同折射率對(duì)比的波導(dǎo)時(shí)。

在《光:先進(jìn)制造》雜志上發(fā)表的一篇新論文中，由卡爾斯魯厄理工學(xué)院(KIT)的Yilin Xu博士和Christian Koos教授領(lǐng)導(dǎo)的一組科學(xué)家已經(jīng)證明，3D打印的貼面微透鏡(FaML)可以克服基于PIC的解決方案的可擴(kuò)展性挑戰(zhàn)。

圖2.單模光纖陣列(FA)和邊緣發(fā)射SiP波導(dǎo)陣列之間的耦合使用3d打印面附著微透鏡(FaML，中間的顯微鏡圖像)。左邊和右邊的插圖(i)和(ii)分別顯示了SiP和FA側(cè)FaML的放大掃描電子顯微鏡(SEM)圖像。