About / Advertise
Med ett nytt byggsätt baserat på u-spår, polymera vågledare, replikering och passiv upplinjering av halvledarkretsar kan priset på optiska komponenter bli betydligt lägre. Kanske så lågt att singelmodfiber kan konkurrera med koppar den sista biten ut till hemmen.
- Ingen annan har kombinerat så många olika teknologier och dessutom visat att byggsättet fungerar. Men det återstår en hel del arbete innan någon produktifiering kan starta säger Göran Palmskog på Ericsson Microelectronics.
Det han syftar på är en fyrkanalig sändtagare för singelmodfiber som tagits fram inom forskningsprojektet Bro (se faktarutan).
Sändtagaren, som fått arbetsnamnet Nova, är uppbyggd kring ett kiselsubstrat som är 4 ¥ 30 mm. De inkommande fibrerna ansluts till kretsen med så kallade u-spår. Det är u-formade spår som torretsats i kiselsubstratet och ger ett enkelt och relativt billigt sätt att koppla ljuset mellan fibern och vågledarna på substratet. Noggrannheten i u-spåren är tillräcklig för att koppla ljus mellan fiber och polymervågledare.
För att få ner priset på substratet kan man gå över till replikering. Det är samma teknik som används vid framställning av cd-skivor. Man utgår från en kiselkrets vars u-spår är så bra som möjligt. Sedan tar man fram en så kallad master genom att göra en avgjutning i nickel av kiselkretsen. Mastern används sedan vid framställningen av plastbärarna. Tekniken med replikering har kommersialiserats av bland annat Uppsalaföretaget åmic.
Full duplex i fibern
Varje fiber transporterar två våglängdskanaler, en på 1 300 nm och en på 1 500 nm. Den ena används för sändning och den andra för mottagning. De två kanalerna separeras i en långsmal riktkopplare som täcker större delen av substratet.
Vågledarna är tillverkade i BCB, Benzocyclobutene, ett kommersiellt tillgängligt polymermaterial från Dow Chemicals. BCB är väl beprövat och används bland annat i multichipmoduler men de optiska egenskaperna har kartlagts bland annat inom Broprojektet.
- Det finns ett steg i brytningsindex på cirka 0,3 procent mellan två olika typer av BCB. Det gör att man kan skapa singelmodvågledare med en vanlig etsprocess.
Vågledarna är cirka 7 ¥ 7 µm och kan tillverkas med tillräckligt hög lateral och vertikal precision för passiv upplinjering mot fiber optokomponenter. BCB har också den trevliga egenskapen att det inte tar upp några större mängder fukt vilket bl a skulle kunna påverka brytningsindex. De optiska förlusterna ligger på cirka 0,6 dB/cm vid 1 300 nm.
Ericsson har utvecklat kantemitterande laser- och diodarrayer som flip-chipmonteras. På så sätt får man automatiskt en god upplinjering mot vågledarna på substratet.
- Lödprocessen kräver en temperatur på över 300°C som vi har visat att vågledarna klarar.
Detektorerna sitter framför lasrarna och för att få fram ljuset även till dessa har man etsat ut fyra spår på undersidan av detektorerna där vågledarna får plats.
Fungerande demonstrator
Både lasrarna och detektorerna har den aktiva delen på kanten och är tillverkade i Ericsson Microelectronics indiumfosfidprocess.
Slutligen är kiselsubstratet monterat i en plastkapsel och anslutningspunkterna trådbondas till benramen.
Preliminära mätningar på komponenterna visar tillfredsställande resultat för en första demonstrator. Och tanken är inte heller att det ska bli en produkt utan Nova är en demonstrator som kan bereda väg för nya byggsätt inom optotekniken.
- En stor del av arbetet har utförts på Acreo där ett trevligt och effektivt samarbete med Ericsson har varit en av de viktigaste förutsättningarna för att genomföra projektet, säger Göran Palmskog.
Det han syftar på är en fyrkanalig sändtagare för singelmodfiber som tagits fram inom forskningsprojektet Bro (se faktarutan).
Sändtagaren, som fått arbetsnamnet Nova, är uppbyggd kring ett kiselsubstrat som är 4 ¥ 30 mm. De inkommande fibrerna ansluts till kretsen med så kallade u-spår. Det är u-formade spår som torretsats i kiselsubstratet och ger ett enkelt och relativt billigt sätt att koppla ljuset mellan fibern och vågledarna på substratet. Noggrannheten i u-spåren är tillräcklig för att koppla ljus mellan fiber och polymervågledare.
För att få ner priset på substratet kan man gå över till replikering. Det är samma teknik som används vid framställning av cd-skivor. Man utgår från en kiselkrets vars u-spår är så bra som möjligt. Sedan tar man fram en så kallad master genom att göra en avgjutning i nickel av kiselkretsen. Mastern används sedan vid framställningen av plastbärarna. Tekniken med replikering har kommersialiserats av bland annat Uppsalaföretaget åmic.
Full duplex i fibern
Varje fiber transporterar två våglängdskanaler, en på 1 300 nm och en på 1 500 nm. Den ena används för sändning och den andra för mottagning. De två kanalerna separeras i en långsmal riktkopplare som täcker större delen av substratet.
Vågledarna är tillverkade i BCB, Benzocyclobutene, ett kommersiellt tillgängligt polymermaterial från Dow Chemicals. BCB är väl beprövat och används bland annat i multichipmoduler men de optiska egenskaperna har kartlagts bland annat inom Broprojektet.
- Det finns ett steg i brytningsindex på cirka 0,3 procent mellan två olika typer av BCB. Det gör att man kan skapa singelmodvågledare med en vanlig etsprocess.
Vågledarna är cirka 7 ¥ 7 µm och kan tillverkas med tillräckligt hög lateral och vertikal precision för passiv upplinjering mot fiber optokomponenter. BCB har också den trevliga egenskapen att det inte tar upp några större mängder fukt vilket bl a skulle kunna påverka brytningsindex. De optiska förlusterna ligger på cirka 0,6 dB/cm vid 1 300 nm.
Ericsson har utvecklat kantemitterande laser- och diodarrayer som flip-chipmonteras. På så sätt får man automatiskt en god upplinjering mot vågledarna på substratet.
- Lödprocessen kräver en temperatur på över 300°C som vi har visat att vågledarna klarar.
Detektorerna sitter framför lasrarna och för att få fram ljuset även till dessa har man etsat ut fyra spår på undersidan av detektorerna där vågledarna får plats.
Fungerande demonstrator
Både lasrarna och detektorerna har den aktiva delen på kanten och är tillverkade i Ericsson Microelectronics indiumfosfidprocess.
Slutligen är kiselsubstratet monterat i en plastkapsel och anslutningspunkterna trådbondas till benramen.
Preliminära mätningar på komponenterna visar tillfredsställande resultat för en första demonstrator. Och tanken är inte heller att det ska bli en produkt utan Nova är en demonstrator som kan bereda väg för nya byggsätt inom optotekniken.
- En stor del av arbetet har utförts på Acreo där ett trevligt och effektivt samarbete med Ericsson har varit en av de viktigaste förutsättningarna för att genomföra projektet, säger Göran Palmskog.
Per Henricsson
