華盛頓——研究人員已經(jīng)開發(fā)出一種高度精確的方法，可以在單個芯片上組裝多個極其靠近的微米級光學(xué)設(shè)備。這種新方法有朝一日可以實(shí)現(xiàn)基于芯片的光學(xué)系統(tǒng)的大批量制造，從而實(shí)現(xiàn)更緊湊的光通信設(shè)備和先進(jìn)的成像器。
英國斯特拉斯克萊德大學(xué)的Dimitars Jevtics “基于硅晶體管的電子產(chǎn)品的發(fā)展使芯片上的系統(tǒng)變得越來越強(qiáng)大和靈活。”“然而，芯片上的光學(xué)系統(tǒng)需要在單個芯片上集成不同的材料，因此沒有看到與硅電子相同的規(guī)模發(fā)展。”
在Optica 出版集團(tuán)期刊《光學(xué)材料快報(bào)》中，Jevtics 及其同事描述了他們的新轉(zhuǎn)移印刷工藝，并展示了其將多種材料制成的設(shè)備放置在單個芯片上的能力，所有設(shè)備都集成在與設(shè)備本身尺寸相似的占地面積內(nèi)。雖然其他方法通常僅限于單一材料，但這種新方法提供了一個材料工具箱，未來的系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員可以從中進(jìn)行繪制。
“例如，片上光通信將需要將光源、通道和探測器組裝到可以與硅芯片集成的子組件上，”Jevtics 說。“我們的轉(zhuǎn)移印刷工藝可以擴(kuò)大規(guī)模，將數(shù)千個由不同材料制成的設(shè)備集成到單個晶圓上。這將使微米級光學(xué)設(shè)備能夠被整合到未來用于高密度通信的計(jì)算機(jī)芯片或芯片實(shí)驗(yàn)室生物傳感平臺中。”
更好的取放方式
在芯片上組裝多個設(shè)備的最大挑戰(zhàn)之一是嘗試將它們非?？拷胤胖迷谝黄穑粫蓴_芯片上已有的設(shè)備。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，研究人員開發(fā)了一種基于可逆粘附的方法，在該方法中，設(shè)備被拾取并從其生長基底上釋放并放置在新的表面上。
新方法使用安裝在機(jī)器人運(yùn)動控制臺上的軟聚合物印章從制造光學(xué)設(shè)備的基板上拾取光學(xué)設(shè)備。然后將要放置的基板放置在懸掛裝置下方，并使用顯微鏡準(zhǔn)確對齊。一旦正確對齊，兩個表面就會接觸，從而將器件從聚合物印模上釋放出來并將其沉積到目標(biāo)表面上。精確微組裝機(jī)器人、納米制造技術(shù)和顯微圖像處理的進(jìn)步使這種方法成為可能。
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