SiP automatisieren mit schneller, paralleler Optimierung: So gelingen wirtschaftliche Prüf- und Verbindungsprozesse

In der Silizum-Photonik (SiP) geht es heute um mehr Kanäle, kleinere Formfaktoren und exponentiell höhere Produktionsmengen als im ersten Telekomboom vor zwei Jahrzehnten. In Querrichtung liegen die Toleranzen in der Ausrichtung deutlich unter 50 Nanometern. Mehrkanalige Ein- und Ausgänge erfordern mindestens eine zusätzliche Theta-Z-Ausrichtung, um die Kopplungen über das Eingangs- oder Ausgangsarray zu optimieren und auszugleichen. Häufig muss auch die Theta-X- und Theta-Y-Orientierungen optimiert werden, und die Z-Abstände eingestellt werden.

Traditionell wird ein iterativer Ansatz verfolgt, um eine globale Optimierung aller Freiheitsgrade zu erreichen - ein sehr zeitaufwändiger Prozess.

Die Lösung von PI setzt dagegen auf parallele Optimierung. Die schnellen Mehrkanal-Faserpositioniersysteme (Fast Multichannel Photonics Alignment Systems, FMPA) integrieren neuartige, firmware-basierte Algorithmen, die es ermöglichen, mehrere lineare und winklige digitale Gradienten-Suchausrichtungen gleichzeitig und parallel durchzuführen. 

Mit FMPA kann eine globale Optimierung über alle Eingänge, Ausgänge und Freiheitsgrade auf einen einzigen schnellen Schritt reduziert werden. Durchsatzverbesserungen des Ausrichtungsprozesses von mehr als 1 bis 2 Größenordnungen sind im Vergleich zu früheren Ausrichttechnologien üblich. 

Und diese Verbesserungen greifen nicht nur in der Produktion, Charakterisierung, Test und Inspektion von mehrkanaligen Silizium-Photonik Elementen, sondern sie finden auch Anwendung bei LIDAR Sensoren, bei der Montage von Smartphonekameras und zunehmend für quantenoptische Bausteine.

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