Els investigadors converteixen petits xips fotònics en sensors de temperatura funcionals

De manera similar a l'electrònica, els circuits fotònics es poden miniaturizar en xips, donant lloc a circuits integrats fotònics (PIC). Tot i que aquests desenvolupaments són posteriors als de l'electrònica, el camp està assistint a un ràpid desenvolupament en els darrers anys.
Tanmateix, un repte important és com convertir un PIC d'aquest tipus en un dispositiu funcional; això requereix estratègies d'embalatge òptica i d'acoblament per portar llum al PIC i treure la llum del PIC.
Per exemple, per a les comunicacions òptiques, es necessiten fibres òptiques per fer connexions i després transmetre polsos de llum a llargues distàncies. Alternativament, el PIC podria allotjar un sensor òptic que requereixi llum externa per llegir.
Com que la llum del PIC viatja en canals molt petits (anomenats "guies d'ones") de dimensions inferiors a micres, aquest acoblament òptic és molt difícil i requereix una alineació acurada entre el PIC i els components externs. L'òptica també és molt fràgil, de manera que l'embalatge adequat del PIC és fonamental per produir un dispositiu fiable.
Els grups de recerca del Prof. Van Steenberge i el Prof. Jeroen Missinne de la Universitat de Gant i imec estan desenvolupant solucions per superar els reptes d'embalatge i integració associats als PIC per a sistemes de telecomunicacions, sensors i dispositius biomèdics de nova generació.
Un dels seus esforços és utilitzar microlents molt petites per connectar més fàcilment els canals òptics dels PIC a fibres òptiques externes o altres components. Finalment, van aconseguir demostrar microlents que es poden integrar al propi PIC durant la fabricació o microlents externes que es poden afegir durant l'envasat.
Aquest últim va ser objecte d'un article publicat recentment al Journal of Optical Microsystems.
Durant el transcurs de l'estudi, es va utilitzar una petita lent de bola, de 300 micres de diàmetre, per crear una connexió efectiva entre els sensors del PIC i una fibra òptica que es podria connectar a un dispositiu de lectura estàndard.
A més, el document descriu els passos d'importació necessaris per convertir el PIC en una sonda de sensor en miniatura funcional i totalment encapsulada (menys de 2 mm de diàmetre). El tipus de sensor òptic desenvolupat en aquesta demostració és un sensor de temperatura de reixeta de Bragg que pot mesurar fins a 180 graus.
El sensor es va realitzar en el marc del projecte europeu SEER amb Argotech (República Txeca) i el Laboratori de Recerca de Comunicació Fotònica de la Universitat Tècnica Nacional d'Atenes (Grècia).
En aquest projecte, diversos socis europeus se centren en la integració de sensors òptics en els processos de fabricació per a la fabricació de components compostos com ara avions, que en última instància condueix a l'optimització de processos, estalvi d'energia i costos.