3D打印贴面微透镜可克服光子封装的挑战

FaML可以使用多光子光刻技术高精度地印刷到光学元件的各个方面，从而提供了通过自由设计的折射或反射表面来塑造发射光束的可能性。具体地说，光束可以被准直到一个相对较大的直径，独立于器件特定的模式场。这种方法放松了轴向和横向对中公差。

他们的发现意味着昂贵的主动对准已经过时，可以被基于机器视觉或简单机械停止的被动装配技术所取代。此外，FaML概念允许在PIC面之间的自由空间光束路径中插入离散光学元件，如光隔离器或偏振分束器。

在他们之前工作的基础上，研究人员在一系列高技术相关性的选定演示中展示了该方案的可行性和多功能性。在第一组实验中，他们将光纤阵列耦合到边缘耦合硅光子(SiP)芯片阵列，每个接口的插入损耗达到1.4 dB，平移横向1 dB对准公差为±6 μm。

这是具有微米级校准公差的边发射SiP波导接口的最低损耗。研究人员进一步证明，他们的方案具有出色的对准公差，可以使用传统的注塑成型部件实现非接触式可插拔光纤芯片接口。

图3.演示了一个组件，该组件由一个有角度的DFB激光阵列通过激光器和光纤面上的专用FaML耦合到一个单模光纤阵列(FA)。

在第二组实验中，研究人员展示了在毫米范围内的自由空间传输，使用标准的机器视觉技术进行校准。第三组实验最终致力于InP激光器和SMF阵列之间的界面。在这些实验中，研究人员展示了平面器件通过仅包含倾斜光学表面的非平面光束路径的耦合，从而提供超低背反射。

基于FaML方法出色的多功能性的示范，研究人员相信他们的概念为先进的光子系统组装开辟了一条有吸引力的道路，可以克服当前的大多数挑战。FaML概念为可扩展和灵活的光子封装概念开辟了一条道路，补充了底层PIC的晶圆级批量制造，解决了当今集成光学领域最严峻的挑战之一。

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