Nanoscribe präsentiert Quantum X align, einen hochpräzisen 3D-Drucker für den automatisch ausgerichteten Druck auf optische Fasern und photonische Chips

Quantum X align hält robuste und zuverlässige Alignment-Lösungen bereit, um eine effiziente Lichtkopplung über das Free Space Microoptical Coupling (FSMOC) zwischen Chips und optischen Fasern zu erzielen. Das neue Mikrofabrikationssystem ebnet industriellen Innovationen im Bereich bildgebender Technologien mit Fasern und Strahlformungsanwendungen den Weg und bringt das hybride Packaging für photonische Chips voran. Quantum X align ist das vierte Mikrofabrikationssystem der Quantum X-Produktlinie und ermöglicht eine einfachere Prozesskette, geringere Montagetoleranzen und den Verzicht auf ein kostspieliges und zeitaufwändiges aktives Alignment und bietet Vorteile mit Blick auf die Miniaturisierung der zu druckenden Strukturen.

„Mit der Erweiterung unserer bewährten Quantum X-Plattform um den neuen Quantum X align ergänzen wir die Zwei-Photonen-Polymerisation mit leistungsstarken Alignment-Technologien, um der steigenden Nachfrage solcher Lösungen in den Bereichen Datenkommunikation, Telekommunikation und Sensorik zu begegnen”, sagt Martin Hermatschweiler, CEO und Mitgründer von Nanoscribe.

„Wir nehmen die Herausforderungen einer effizienten Lichtkopplung im Photonic Packaging an, um den hochpräzisen 3D-Druck zur Technologie der Wahl bei der Realisierung integrierter photonischer Anwendungen zu machen”, ergänzt Hermatschweiler.

Fortschrittliche Lösungen für das Photonic Packaging

Der neue hochpräzise 3D-Drucker eröffnet ganz neue Möglichkeiten für den Bereich des Photonic Packagings, was deutlich höhere Datenverarbeitungskapazitäten ermöglicht und auch die Entwicklung energieeffizienter Technologien vorantreibt. Photonisch integrierte Schaltkreise (PIC) sind wichtig, um die heute noch vorherrschenden Mikroelektronik-Ansätze abzulösen, deren Miniaturisierung und damit auch deren Rechenleistungen an Grenzen stoßen. Photonisch-integrierte Ansätze sind entscheidend für moderne Anwendungen in Bereichen wie der künstlichen Intelligenz und im Quantencomputing. Zentral für deren Umsetzung ist die mikrooptische Verbindungtechnik, für die Quantum X align innovative Hardware- und Softwarelösungen bereit hält. Der hochpräzise 3D-Drucker basiert auf der Zwei-Photonen-Polymerisation (2PP) und erzielt eine Ausrichtungsgenauigkeit in allen räumlichen Dimensionen von bis zu 100 Nanometern.

Finalist der Prism Awards 2022

Der Nanoscribe Quantum X align ist ein Finalist der diesjährigen Prism Awards in der Kategorie „Manufacturing & Test“, was den innovativen Ansatz des revolutionären Druckers noch einmal mehr unterstreicht. Ziel des internationalen Wettbewerbs ist es, die besten Produktneuheiten auf den Märkten Optik und Photonik auszuzeichnen. Die Preisverleihung findet am 26. Januar in San Francisco im Rahmen der SPIE Photonics West Conference and Exhibition statt.

Der Quantum X align ist das erste Gerät mit automatischen 3D-Ausrichtungsfunktionen innerhalb der Quantum X-Plattform von Nanoscribe. Der 3D-Drucker ist mit hochpräzisen Bildgebungsmodulen ausgestattet, um die Topografie unterschiedlicher Substrate abzubilden und die zu druckenden Strukturen automatisch in allen drei Raumrichtungen auszurichten.

Auf diese Weise können mikrooptische Elemente während des 3D-Druckprozesses automatisch an Faserspitzen, photonischen Chip-Kantenkopplern (EC), Gitterkopplern (GC) und Laserdiodenfacetten ausgerichtet werden. Die zentralen Vorzüge für das Photonic Packaging im Überblick:

• Eine Modenfeldanpassung bereits auf der Komponentenebene statt auf der Chipebene 
• Eine einfache Fertigung von Lensed Fiber Arrays (LFA) durch Drucken der Kollimations- oder Fokussierungsoptiken direkt auf die Faserenden

Alignment mit Nano-Präzision für das On-fiber und On-chip Printing

Quantum X align ermöglicht eine automatische 3D-Faserkernerfassung und einen automatischen Neigungsausgleich, um präzise auf Fasern oder Faserarrays zu drucken. Wichtig für den Druck auf photonische Chips ist ein konfokales Bildgebungsmodul, das die 3D-Kartierung der Substrat-Topografie in Kombination mit einer vollautomatischen Ausrichtung auf vordefinierte Marker oder Wellenleiter ermöglicht.

Auf diese Weise können mit dem neuen Quantum X align Freiform-Mikrooptiken gedruckt werden, die optimal auf den Faserkern ausgerichtet oder an Facetten sowie Wellenleitern auf Standard- sowie individuellen Chips angebracht sind. Durch den 3D-Druck mit automatischem Alignment wird die komplexe Anpassung des Modenfeldes auf Ebene der Chips erheblich verkürzt und es kann auf ein aktives Alignment verzichtet werden, während zugleich neuartige Freiform-Mikrooptiken an optischen Schnittstellen entwickelt und hergestellt werden können.

Über BICO

BICO (zuvor CELLINK) wurde 2016 gegründet und ist ein weltweit führendes Unternehmen im Bereich Biokonvergenz. Durch die Kombination verschiedener Technologien wie Robotik, künstlicher Intelligenz, Informatik und dem 3D-Bioprinting werden in der Biologie vorherrschende Herausforderungen adressiert. Ziel ist es, den Kunden zu ermöglichen, an Lösungen für die Gesundheit und an einem insgesamt besseren Leben der Menschen zu forschen und zu arbeiten.
Auf dem Weg zu einem Health 4.0 Next Generation Core Industry Ecosystem entwickelt und vermarktet das Unternehmen innovative Technologien für Tissue Engineering, Multiomics, Zelllinienentwicklung und Diagnostik. Die Technologien der BICO-Gruppe ermöglichen im Bereich Life Sciences Forschung zur 3D-Zellkultivierung und dem Medikamentenscreening mit einem hohen Durchsatz sowie für Branchen wie Medizin, Pharmazeutik und Kosmetik, den 3D-Druck von menschlichem Gewebe und Organen. Unser Credo: We create the future of health.
Mehr als 25.000 Produkten der Gruppe sind im Feld, darunter vertrauen alle Top-20 pharmazeutischen Unternehmen den Instrumenten der BICO-Tochterunternehmen. Sie werden in mehr als 65 Ländern verwendet und in mehr als 9.500 Publikationen zitiert. BICO ist an der Nasdaq in Stockholm unter BICO gelistet. www.bico.com