Projekt - MEMo

Photonic Assembly: Aufbau von elektro-optischen Modulen

In der Arbeitsgruppe Optical Interconnection Technology wurde in enger Zusammenarbeit mit den Industriepartnern Eagleyard und FISBA Photonics das öffentlich geförderte ProFIT-Entwicklungsprojekt MEMo erfolgreich abgeschlossen. Gegenstand des Projektes war die Entwicklung eines neuartigen automatisierten Montagekonzepts zur Kopplung eines Multi-Emitter-Laserchip-Moduls an eine optische Faser mit einem Kerndurchmesser von weniger als 100 µm, z.B. für medizinische Anwendungen bei 1.470 nm Wellenlänge und bis typisch 10 W optischer Leistung.

Die Hauptaufgabe des Fraunhofer IZM bestand in der Entwicklung der Aufbau- und Justageprozesse der für eine Laser-Strahlformung und effi ziente Faserkopplung benö- tigten speziellen Mikro-Optiken auf der optischen Bank im Lasermodul. Die Prozesse wurden auf einem hierfür weiterentwickelten industriellen Active-Alignment-Automaten durchgeführt, so dass eine sehr gute Verwertbarkeit der Ergebnisse gegeben ist. Active Alignment bedeutet hier zum einen, dass bei dem Aufbau des Lasermoduls der Laserchip mit voller Leistung betrieben wird. Zum anderen wird bei der sequentiellen Montage der für die Strahlformung benötigten insgesamt vier Mikro-Optiken der aktuelle Justage-Stand auf einer hochaufl ösenden Infrarot-Kamera verfolgt und in präzise und schnelle Steuersignale für einen Feinstell-Aktor umgesetzt. Dieser Aktor kann die jeweils gehaltene Optik mit sechs Freiheitsgraden im Raum verfahren und verdrehen, mit für die optische Justage im Modul benötigten Genauigkeiten von sub-Mikrometer bzw. einigen Winkelsekunden.

Außerdem wurde im Projekt das Aufbaukonzept entwickelt, sowohl die zu bestückende mikro-optische Bank als auch die anlagenseitigen Greifer an den Feinstell-Aktoren aus gestapeltem Dünnglas anzufertigen, welches durch die am Fraunhofer IZM verfügbare Laser-Strukturierung hochgenau und schnell anpassbar ist. Weitere komplexe optische Aufbauten, die das Dünnglas-Aufbaukonzept nutzen, befi nden sich in Planung, auch sollen durch strukturierte Metallisierungen (opto-)elektronische Komponenten direkt eingebettet werden.  

Mikrooptische Bank aus Metall und Glas zur Faserkopplung eines Multi-Emitter-Laser-Chips
© Foto Fraunhofer IZM | Volker Mai

Mikrooptische Bank aus Metall und Glas zur Faserkopplung eines Multi-Emitter-Laser-Chips

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