研究目的
研究采用飞秒激光微加工的增材与减材技术，以实现高通道密度二氧化硅中介层，用于多芯光纤与硅光子封装。
研究成果
该研究成功展示了飞秒激光增材与减材微加工技术在多芯光纤至硅光子封装用高通道密度石英中介层制备中的应用。该中介层在低插入损耗和串扰方面表现优异，有望应用于电信互连、生物光子芯片及微显示领域。未来改进可聚焦于优化键合工艺并缩短制造时间。
研究不足
中介层与SiP芯片的键合被证明具有挑战性，在粘合剂固化过程中保持对准存在困难。该工艺还需进一步优化以减少模式失配损耗，并加快量产时的制造速度。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用飞秒激光辐照结合化学蚀刻（FLICE）技术，对熔融石英中介层进行增材与减材制造。设计目标是实现低损耗光学波导和光纤对准插座，以高效耦合多芯光纤（MCF）与硅光子芯片（SiP）。
2：样本选择与数据来源：
样本包括用于中介层的熔融石英晶圆、多芯光纤及硅光子芯片。数据采集涵盖电信波段内的插入损耗、模式匹配及串扰指标。
3：实验设备与材料清单：
使用飞秒激光系统（Amplitude Systèmes Satsuma HP2）、纳米定位平台（Aerotech PlanarDL-200XY和ANT130-110-L-Z）、氢氟酸蚀刻剂，以及光学粘合剂（Norland NOA 61和NOA 136）。
4：2）、纳米定位平台（Aerotech PlanarDL-200XY和ANT130-110-L-Z）、氢氟酸蚀刻剂，以及光学粘合剂（Norland NOA 61和NOA 136）。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：通过激光在熔融石英中刻写波导与纳米光栅轨迹，随后经湿法蚀刻形成对准插座。将中介层与多芯光纤及硅光子芯片封装，优化对准与键合步骤以实现最小插入损耗。
5：数据分析方法：
采用光谱分析仪（Ando AQ6317B）和宽带非偏振光源（Agilent 83437A）测量插入损耗，使用光束分析相机（Spiricon LBA-FW-SCOR20，Xenics XEVA-7080）分析模场直径分布。
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Satsuma HP2
Amplitude Systèmes
Femtosecond laser
Used for laser inscription of waveguides and nanograting tracks in fused silica.
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PlanarDL-200XY
Aerotech
Nano-positioning stage
Precision positioning for laser focal interaction with the 3D volume of the wafer.
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ANT130-110-L-Z
Aerotech
Nano-positioning stage
Precision positioning for laser focal interaction with the 3D volume of the wafer.
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AQ6317B
Ando
Optical spectrum analyzer
Used for measuring insertion losses across the telecom band.
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83437A
Agilent
Broadband unpolarized light source
Used as a light source for measuring insertion losses.
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LBA-FW-SCOR20
Spiricon
Beam profiling camera
Used for profiling the mode field diameters of the interposer waveguides.
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XEVA-7080
Xenics
Beam profiling camera
Used for profiling the mode field diameters of the interposer waveguides.
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