3D-gedruckte Leiter für die Photonik

Prozessoren werden immer kleiner, aber sie erreichen bald eine physikalische Grenze, die sie nicht überschreiten können, ab da gibt es nur noch Verbesserungen durch die Verwendung von Elektro Photonik. Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Deutschland arbeitet daran Lichtquelle und Schaltkreise einer photoelektrischen Schaltung zu verbinden, dafür wird das Zwei-Photonen-Lithographie Verfahren verwendet.

Die Photonik ist ein Zweig der Physik, welche sich mit Licht und Optik beschäftigt, es gibt bereits Anwendungen in der Informations- und Kommunikationstechnik, Messtechnik und Sensorik. Die Kombination aus Lichtquelle und elektrischen Schaltkreis auf einem Silizium Chip ermöglicht extrem kompakte und leistungsstarke Systeme. Durch solch eine Verbindung entstehen hohe Datenübertragungen und robuste Messsysteme für die Industrie. Auch 3D-Druckverfahren wie das selektive Lasersintern wären ohne die Photonik nicht möglich.

Das KIT befasst sich in ihrer Abhandlung, in dem Magazin Optica, mit dem Verbinden eines Indiumphosphid (InP) Laser mit einer Silizium-Photonik-Schaltung und dies alles auf einem gemeinsamen Silizium Chip. Silizium ist aufgrund der kristallinen Struktur nur schlecht als Lichtquelle geeignet, weil das Licht zu stark gestreut wird. Professor Christian Koos und sein Team müssen Nanostrukturen herstellen können und verwenden dafür Wirebonding, ein Konzept, welches an der KIT entwickelt wurde. Dieses System verwendet die Zweiphotonenlithographie um diese dreidimensionalen Verbindungen zu erzeugen.  Mit Hilfe eines fokussierten Laserstrahls wird Foto Lack bestrahlt und härtet an den gewünschten Stellen aus, damit werden Lichtleiter erzeigt. Dies Lichtleiter ermöglichen eine verlustarme Übertragung zwischen Laser und Silizium Schaltung auf einem einzigen Silizium Chip.

Vanguard Photonics, ein Startup Unternehmen der KIT arbeitet nur daran, dieses Verfahren industriereif zu machen, um die Photonik ein großes Stück weiter zu bringen. Diese neue Technologie sorgt für eine einfache Verbindung von Photonik mit anderen Systemen und eine Chip-Chip-Verbindung wird vereinfacht. KIT beweist, dass das Wirebonding oder auch photonic wire bonding, eine sehr gute Methode ist um leistungsstarke optische Systeme zu bilden.

Wer Interesse an dem Artikel aus der Optica hat, kann diesen hier nachlesen.