Quantum X align 對準雙光子微影技術 ( A2PL® ) 推動光子封裝創新

 

產品簡介：

對準、列印、完成

積體光⼦學封裝技術通常需要各種微光學元件之間進⾏繁瑣的放置和主動對準。Quantum X align 大幅簡化了此流程：A2PL® 專利雙光⼦對準技術可自動偵測光⼦晶片或光纖纖芯上的光學介面及空間⽅向，使⾃由曲⾯微光學或繞射元件可直接列印定位，包括傾斜或有⻆度的結構。這放寬了光學元件間的對準公差要求，並⼤幅降低製程的複雜度，避免耗資龐⼤的主動對準流程。全新專利 3D 灰階微影技術 ( 2GL® ) 在維持⾼品質列印的同時可實現高速列印。

基於光纖和光子晶片對準列印

當在單劈型光纖或 V 型槽光纖陣列上列印時，⾃動 3D 光纖纖芯偵測系統和⾃動傾斜校正功能確保了精確對準和最低耦合損耗 (可達 ≤ 1 dB)。Quantum X align 系統還具有共焦成像模組，⽤於基板形貌 3D 構圖，並可完全⾃動對準預定義的標記或波導，以實現直接對準列印到光⼦晶片上。

實現您的任何想法

具有奈⽶級精度和所有空間⽅向傾斜補償的 3D 列印對準系統，加上強⼤且使用者友善的⼯作流程，為微光學以外的 3D 微奈米加⼯開拓了新的應用領域。從微流體到複雜的感測器系統或 MEMS:Quantum X align 系統是⾼精度 3D 微奈米加⼯的理想⼯具，可在複雜 3D 基板上實現奈米級精度對準列印。

 

Two-Photon Polymerization (2PP)

 

Two-Photon Grayscale Lithography (2GL^®)

 

主要特點

• A2PL® 技術在光纖和晶片上實現⾼性能 3D 列印
• 專利 3D 雙光⼦灰階微影技術在維持⾼精度列印的同時實現⾼速列印。相較於傳統 2PP 技術，可將產能大幅提升 10 到 60 倍。
• 在所有空間⽅向上奈米級精度⾃動對準
• 支援多種光子封裝晶片材料平台，包括 SiN、Si、SOI、GaAs、LNOI 等
• 基於光纖照明單元的⾼精度動態光纖纖芯偵測
• 共焦偵測模組⽤於 3D 形貌檢測
• 使⽤ nanoPrintX 在晶片或其他基板上定義基準標記位置

 

應用於

精確對準⾃由曲⾯微光學元件 3D 微奈米加⼯

• ⽤於光互連的透鏡光纖陣列
• 單一光纖和光纖陣列上的成像和光束整形
• 光⼦晶片上的光互連

專為以下科研和⼯業領域創新者和領先者設計

• 積體光⼦學和光⼦封裝
• 光學感測和醫療儀器
• 量⼦技術

接軌光子世界

 

Quantum X align 配備對準雙光子微影技術 ( A2PL® )。A2PL® 技術在 Nanoscribe 成熟的雙光子聚合 (2PP) 技術基礎上，新增高精度三維對準能力，實現高度精確的定位加工。A2PL® 能夠以亞微米精度在光纖或晶片上直接定位並列印自由曲面微光學元件，可用於積體光子學、光子封裝，以及微創內視鏡等應用中的微型化成像光學元件與光互連開發。

 

以 3D 列印實現 FSMOC 光耦合

 

自由空間微光學耦合（FSMOC）為光子封裝和整合提供了高度穩健性、高效率的光耦合解決方案。直接在晶片或光纖的光學介面上製造自由曲面微光學元件，可實現客製化的光束整形和模場調整。這放寬了光學元件之間的對準公差要求，並避免主動對準步驟(例如光互連製造)。FSMOC 使用靈活，可依需求客製化以滿足特定應用要求。晶片級別的模場調整，同樣可透過 3D 列印方法實現。

 

直覺化的工作流程

 

基於光纖的 3D 列印流程簡單直接且確保無瑕疵，可完美對準光纖光學介面。
可加工單根光纖與 V 型槽光纖陣列。透過客製化基板支架，單次最多可同時處理 4 片光纖陣列，適合工業級少量生產需求。
光纖纖芯照明系統可自動偵測並對準列印範圍，只需簡單點擊即可實現將列印結構以亞微米精度定位至光纖光學介面上。自動傾斜識別校正功能確保了所列印的微光學元件精確對準，符合光學模擬。

 

列印樣品展示

 

 

技術參數

 

Align 機型特色說明：

 

1. 如何在光纖、晶片和晶圓上進行列印？

Nanoscribe 的基板支架可確保精確固定，並可在單一光纖、光纖陣列和光子晶片的端面上進行列印。此外，它還可以輕鬆加工 1 英吋至 8 英吋的標準基板，例如晶圓。
浸入式雷射微影技術還支援在各種反射性、透明和不透明基板（例如玻璃和矽基板）上進行高解析度 3D 列印。

 

 

2. 如何在光子晶片上列印邊緣耦合器？

從頂部（即垂直於基板表面）在晶片邊緣進行列印是一項極具挑戰性的任務。它既需要高精度的定位系統，也需要特定的解決方案來補償「陰影效應」：在晶片端面列印時，雷射焦點處的大部分光強度會被晶片邊緣阻擋，從而降低焦點處的光強度。這種效應在靠近基板壁處更為顯著，因此需要更高的曝光劑量。 為了克服這個難題，Quantum X align 採用了專利技術，用於在晶片邊緣進行劑量補償列印。在列印過程中，系統透過專有的劑量補償功能自動調變雷射功率。因此，微光學元件和其他列印物件能夠以亞微米級的精度列印到基板端面。

 

 

3. 如何列印與基準標記精確對齊的光學元件？

 

列印物件的 3D 對準基於共焦單元的高解析度 3D 形貌映射。為了在光子晶片或任何材料的晶圓上精確對準光學元件，智慧軟體演算法會自動識別基準標記，例如預先定義的標記和形貌特徵。例如，可以確定晶片上波導的精確位置和方向。然後，將虛擬座標系設定為波導出口，使其與波導的光軸和方向完美對齊。所需的光學元件將根據此座標系自動列印，從而確保最佳光學性能並最大限度地減少耦合損耗。這使得透過自由空間微光耦合 ( FSMOC ) 實現高效的光耦合成為可能。

 

 

4. nanoPrintX 在光纖列印中扮演什麼角色？

 

透過硬體和軟體的緊密協作，可以實現透鏡光纖陣列 (LFA) 的製造以及在光纖上進行個別設計的對準列印。使用 nanoPrintX，只需幾個步驟即可建立透鏡光纖陣列 (LFA)：在場景圖中選擇光纖節點，將單一透鏡設計以 .STL 或 .OBJ 檔案格式或透過參數化透鏡公式放置在光纖上。

可以輕鬆產生相同列印件的多個副本，或使用個別設計自訂每根光纖。最終的列印項目隨後上傳到 Quantum X align，可透過18.5 吋觸控螢幕搭配三視角即時監控鏡頭操作，或透過 nanoConnectX 遠端啟動。

經過快速粗略對準後，虛擬光纖位置與系統偵測到的實際光纖位置進行比對。然後，對準列印全自動執行－兼具高精度和易用性。

 

 

卓越表現的 3D 列印材料

 

選擇最適合您應用的感光樹脂

 

根據您的特定需求，可依據不同的折射率、阿貝數、楊氏模數、收縮率、透光率等來進行選擇。

 

 

 

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