精密对准耦合系统主要用于为半导体芯片、硅波导器件等提供光电耦合封装平台;如光纤(单纤、FA光纤阵列)、硅光芯片、平面波导型光分路器(PLC)、阵列波导光栅(AWG)、波分复用(WDM)、准直器等无源器件的光电耦合封装;广泛应用于前沿科研、产业工艺等应用领域。系统主要包括精密调节部件、器件夹具部件、芯片台(可增加温控)、多维显微观察模块、光源、光学平台、光功率计、探针座、点胶固化机等。设备功能全面、操作简便,可根据客户实际应用需求提供定制化解决方案。 PWS-HE系列高精密全电动波导耦合平台采用两侧六轴电动调节方案,智能化软件操作,耦合效率优异,适用产线批量化耦合需要;功能模块配置可根据用户实际需要选择,是产业工艺首选;另外可选配点胶固化等装置,满足产线全链条耦合封装应用。 |
核心模块: . 六维精密调节台,六轴电动调节,软件操控 . 定制化夹具(光纤、波导芯片等) . 四维可调芯片台(可加温控) . 多维显微观察系统 . 探针座、光学平台、光源、光功率、点胶机、UV机等 | 技术优势:
. 模块化设计,根据应用需求搭配合适配置 . 采用进口六维调节台,纳米级位移精度 . 操作简便,功能全面,所有工序可在同一平台完成 . 应用面广,具备硅光波导、PLC、AWG、WDM等耦合需要 . 可根据客户应用提供定制化解决方案 |
模块选型及参数说明:
名称 | 型号 | 单位 | 数量 | 参数 | 六维精密电动调节台 | MA-E2000系列
| 套 | 2 | . 台面尺寸125x125mm,粗调行程50mm,最小位移达10nm,带50nm光栅尺反馈,最大速度20mm/s,重复定位精度±0.01μm
. θX行程±6°,精度~0.0025° . θY行程±8°,精度~0.003°
. θZ行程±8°,精度~0.0032° | 六轴控制器
| TPL26 | 套 | 1 | 六轴运动控制器 六轴伺服运动控制器 | 操控软件 | SDK-01 | 套 | 1 | 马达电动轴件控制整合运动软件,含耦合模块,粗扫光,爬山和精密爬山三种模式,可以设置步进,点动,能够实现自动光对准,含光功率和光电流两种软件(电流耦合需要客户自备源表),含垂直和水平耦合两种方式 | 定制夹具 | ALF-D | 套 | - | . 光纤(单纤/FA光纤阵列,水平/垂直) . 波导芯片:真空吸附/机械夹持/TEC温控 | 芯片四维调节台 | FDM30 | 套 | 1 | XY13mm行程,Z轴6mm行程,360旋转台 | 显微观察 | LMU-FL | 套 | 2/3 | . 独立式多维度高性能观察系统 . 龙门架式多维度高性能观察系统 . 光学放大倍数0.7-4.5X,最大电子放大倍数达270X,1:7变焦,四维调节,行程40mm,不锈钢立柱固定,工作距离86mm,200万彩色数字相机,成像软件带测量、拍照、录像、绘图等,高清显示器,镜头可实现0-90°旋转(镜头可根据客户需求选择) . 垂直FA应用配置三套显微镜组(增加一套水平观察) | 光学平台 | PLGZT | 台 | 1 | . 配置我司PLGZT系列高精密阻尼隔振光学平台,尺寸可选 . 可选配我司标准光学仪器架、暗室遮光帘 | 探针座 | TPLS-UN | 个 | 2/4 | . 直流探针座:带探针固定夹具,磁力吸附底座,三轴调节行程13mm,精度1μm,香蕉头线缆(公头) . 射频探针座:带探针固定夹具,磁力吸附底座,三轴调节行程13mm,精度1μm,弧摆台,调节针尖跟pad平行 | 其他(可选配) | - | - | - | . 光源、光功率计、UV机、点胶机等 |
耦合操作流程: 以PLC耦合为例:调整光纤(单纤/FA阵列)和CHIP(硅光芯片)之间相对位置,使IL最小(通过对光找出最小值),上胶固化使两者之间固定。
1、安装物料:光纤阵列与平面波导装配工艺由装夹CHIP开始,一旦CHIP和光纤阵列FA被装好,使用显微系统将各组件调整到合适位置,然后进行预装配工艺。 需要与平面波导器件做精确的平行定位。使用垂直和平行相机,所有位置仅用一次调整,就可实现平行定位的设置。夹具的精度将保证在以后的装配中保持其定位关系;
2、组件装夹完成后,通过校正X,Y和Z方向的偏差来进行初始光功率耦合,操作员通过显微成像(水平投影+垂直投影)显示出各项偏差,然后手动调整来补偿偏差。当三个器件完成初始定位,同时确认其在Z轴方向的相对位置关系后,这时需要确认输入光纤阵列和波导器件之间光的耦合对准。将物镜聚焦到波导器件的输出端面。通过物镜及初始光CCD,可以将波导输出端各通道的近场图像投射出来,进行适当耦合后,图像会被投射到显示器上;
3、这些有视觉辅助地初始光耦合的步骤是耦合工艺的一部分。在此工艺过程中,输入及输出光纤阵列和波导输入及输出端面的距离大约是100~200μm,以便通过使用机器视觉精密地校准预粘接间隙的测量,为后面必要的旋转耦合留出安全的空间。大体上来讲,旋转耦合是通过使用线性偏移测量及 旋转移动相结合的方法,将输出光纤阵列和波导的的第一个及最后 一个通道进行耦合,并作出必要的更正调整。输出光纤阵列的第一个及最后一个通道和两个光探测器相联接。当三维的粗耦合结束后,手动将光纤阵列和波导端面的距离调整到预先设定的距离,一般大约为5~10μm,进行微耦合。可以通过接触确认零位,再后退10μm;
4、在此过程中,可以用输出光纤阵列第一个通道,延X轴的方向对波导各通道进行扫描,以测量其各通道的光功率。 在整个器件完成光耦合效率优化,并对输入及输出光纤阵列进行定位后,就可以使用自动点胶系统将各个器件进行粘接;
5、照射UV固化;
6、下料测试:松开夹具,取下物料,交测试组测试。
应用领域: 广泛应用于科学研究及工业产线等核心领域。覆盖硅光波导耦合、光纤(单纤/FA光纤阵列)、AWG、WDM、PLC、准直器等相关光路耦合。
谱量光电可根据客户实际应用需求,提供定制化光耦合系统方案,具体信息可联系详询。
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