Эпоха световых вычислений стала возможной благодаря 3D-печатной микрооптике

Можно с уверенностью сказать, что крупные компании заинтересованы в 3D-печатной электронике, по крайней мере, с точки зрения исследований и разработок. Однако это может быть несколько обыденным, учитывая то, что может быть в запасе в будущем, в частности, будущее вычислений. Команда Nanoscribe считает, что мы почти достигли пределов возможностей традиционных микрочипов. Вместо этого, по словам генерального директора и соучредителя компании Мартина Херматшвейлера, оптическая обработка данных и оптические квантовые вычисления представляют собой то, что находится на горизонте.

«3D-печать микроэлектронных компонентов может упростить производственные процессы и обеспечить новую гибкость при проектировании схем. Это действительно умно. Однако возможности электроники по обработке данных, вероятно, скоро достигнут жестких пределов», — сказал Херматшвейлер. «Именно здесь вступает в игру оптическая обработка данных, а вскоре и оптические квантовые вычисления. Мы говорим о «вычислениях со скоростью света», которые требуют специализированных оптических структур в качестве высокоэффективных элементов оптической связи между рядом активных и пассивных оптических компонентов, включая лазеры или фотодиоды, волноводы, датчики на основе света, волокна, полные фотонные интегральные схемы. цепей (PIC) и между оптическими модулями».

Роль Nanoscribe в этой новой технологии заключается в производстве 3D-принтеров, способных производить продукцию в субмикронном масштабе. Управляет системой процесс, называемый двухфотонной полимеризацией (2PP), в котором импульсный лазер используется для отверждения фотополимерной смолы для создания форм, во много раз меньших ширины человеческого волоса.

3D-печать Оптоэлектроника

Благодаря 3D-принтеру Nanoscribe Quantum X align технология 2PP в настоящее время расширяется для 3D-печати тонких сложных структур на оптоэлектронных компонентах, что имеет значение для новой области фотонные вычисления.

Оптоэлектроника играет ключевую роль в бесчисленных аспектах современных устройств, от оптоволоконных кабелей, питающих Интернет, до цифровых экранов, которые наполняют нашу жизнь. Во всех этих приложениях способность производить точные прозрачные оптические компоненты с высокой точностью формы имеет решающее значение. Тем не менее, производство этих деталей и размещение их в электронике является дорогостоящим и трудоемким процессом.

В частности, фотонные интегральные схемы (PIC) могут иметь важное значение для дальнейшей оптимизации наших устройств за счет сокращения внутренней обработки данных. 2PP может сыграть роль в этой миниатюризации за счет 3D-печати оптических элементов непосредственно на PIC. Например, в одном случае, 2PP использовался для 3D-печати микроскопических деталей для соединения нескольких волокон с чипом. В другойВоронки были напечатаны на 3D-принтере, чтобы направлять свет в оптическое волокно.

«С новым Quantum X выравнивание, мы печатаем идеально выровненные микрооптические структуры непосредственно на активные и пассивные компоненты, такие как волокна и чипы, тем самым снижая потери связи. В будущем сборки фотоники дорогостоящее активное выравнивание компонентов и сборок будет заменено упорядоченной 3D-печатью и процессами захвата и размещения с меньшей точностью», — пояснил Херматшвайлер.

Реальные приложения фотоники, напечатанной на 3D-принтере

Идея 3D-печати крошечных элементов в специальных схемах может показаться довольно абстрактной, но последствия могут напрямую повлиять на нашу жизнь. Только один пример проект HandheldOCT, возглавляемый Венским медицинским университетом и частично финансируемый Европейским союзом. Вместе группа исследователей из университетов, институтов и компаний, в том числе Nanoscribe, разрабатывают портативное устройство обработки изображений, основанное на недорогих миниатюрных PIC.

В случае успеха проект может использовать портативные устройства для диагностики и мониторинга лечения таких основных причин слепоты во всем мире: глаукомы, диабетической ретинопатии и возрастной дегенерации желтого пятна. Ключом к технологии будет использование оптических элементов 2PP для 3D-печати для фотонных чипов, используемых в устройстве HandheldOCT. Это всего лишь один пример способности фотоники миниатюризировать сенсорные устройства. Когда-то применимый здесь, он может быть расширен до ряда мобильных диагностических инструментов.

Оптические вычисления и 3D-печать в этом зарождающемся секторе еще только начинаются, но партнер Nanoscribe, компания PHIX BV Photonics Assembly, предлагает услуги по сборке оптических волокон с использованием новой машины Nanoscribe Quantum X align.