Simultane Tests optischer Komponenten in der Siliziumphotonik

In einem Demonstrationsaufbau zeigt Physik Instrumente (PI) wie schnelle und präzise XYZ-Versteller eine parallele ein- und ausgangsseitige Faserkopplung ermöglichen.

Die Siliziumphotonik stellt die Fertigung von Komponenten einschließlich deren Tests vor dem Schneiden des Wafers vor neue Herausforderungen. Das Testverfahren entspricht zwar den bekannten elektrischen Verfahren, ist jedoch bei den optischen Bauelementen anspruchsvoller hinsichtlich der Präzision.
Die Komponenten für die Verarbeitung und Übertragung optischer Signale besitzen einen oder mehrere Ein- und Ausgänge. An jeden einzelnen muss für das Packaging oder Testverfahren eine optische Faser mit einer Genauigkeit von wenigen zehn Nanometern justiert werden. Erfolgt dieser sogenannte Alignment-Prozess sequentiell, wird eine Serienproduktion aufgrund des Zeitfaktors schnell unwirtschaftlich. Infolge dessen wird eine Lösung für einen ein- und ausgangsseitig simultanen Kopplungsprozess benötigt, die die Testzeit der Bauteile verkürzt.

Kompakte mehrachsige Piezosysteme für die Nanopositionierung und schnelle Faserausrichtung

Im Demonstrationsaufbau wird ein im Wafer integrierter Waveguide durch eine Monomodefaser simuliert. An die Faserenden werden über präzise piezobasierte XYZ-Versteller Fasern mit Linsen gekoppelt. Die Positioniersysteme besitzen eine schnelle Scangeschwindigkeit und können die Ausrichtung in mehreren Freiheitsgraden ausführen – zeitgleich an Ein- und Ausgang. Die Stellwege in der X-, Y-und Z-Achse betragen 25 mm für die erste Ausrichtung der Fasern und 100 µm für den positionsgeregelten Scan.

Als Ansteuerung dient die modular ausbaubare Motion-Controller Plattform E-712 mit integrierten Alignmentroutinen, die für diese Aufgabe speziell angepasst wurde und sowohl sechs motorisierte als auch sechs piezoaktorische Achsen ansteuern kann.