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研究人员使用他们称之为智能打印的过程来开发新的聚合物材料
鸣谢:罗伯特·诺伍德，亚利桑那大学 研究人员已经开发出了新的聚合物材料，这种材料非常适合于制作连接基于芯片的光子元件与电路板级电路或光纤所需的光学链路
这种聚合物可以很容易地在光子芯片和光学印刷电路板之间建立连接，光学印刷电路板相当于电子印刷电路板
亚利桑那大学的研究小组组长罗伯特·诺伍德说:“这些新材料和它们实现的过程可能会导致基于硅光子学的强大的新光子模块。”
“它们还可以用于光学传感或制作用于增强和虚拟现实应用的全息显示器
硅光子技术允许基于光的元件集成到一个微小的芯片上
虽然已经展示了硅光子器件的许多基本构造块，但是需要更好的方法来制造将这些部件连接在一起的光学连接，以制造更复杂的系统
在《光学材料快报》杂志上，研究人员报告了一种新的聚合物材料，其折射率可以通过紫外(UV)光进行调整，并且光损耗低
这些材料允许使用低成本、高通量的光刻系统将单模光学互连直接印刷到干膜材料中，该光刻系统与用于制造基于芯片的光子元件的CMOS制造技术兼容
“这项技术使得制造光学互连更加实用，可以用来使互联网——特别是使其运行的数据中心——更加高效，”诺伍德说
“与电子互连相比，光学互连可以增加数据吞吐量，同时产生的热量也更少
这降低了功耗和冷却需求
" 用灯代替电线 这项研究扩展了研究人员以前开发的一种称为S-BOC的乙烯基苯硫酚聚合物材料系统
这种材料的折射率可以用紫外线照射来改变
在新的工作中，研究人员部分氟化了S-BOC以提高其光效率
这种被称为FS-BOC的新材料系统比许多其他光互连材料表现出更低的光传播损耗
诺伍德说:“有了这种材料，我们可以使用一种我们称之为SmartPrint的过程，直接在不同的光学印刷电路板元件之间写入光学互连，例如由我们的合作者康宁公司的Lars Brusberg提供的离子交换(IOX)玻璃波导。”
为了执行智能打印过程，将FS-BOC薄膜直接应用于光子部件
不需要机械对准，因为光学互连是使用无掩模光刻系统制造的，该系统通过观察元件来计算需要互连的位置，然后使用光曝光将光学互连写入聚合物
除了将聚合物薄膜短暂加热到90℃之外，不需要额外的处理
因为制造方法是无掩模的，所以可以在不制作新的光掩模的情况下改变写入图案
创建连接 为了展示这种新材料，研究人员将它们直接沉积在离子交换玻璃波导阵列上，这种阵列通常用于集成光子器件
然后，他们打印出所需的耦合特征，以允许光从一个IOX波导中传播出来，传播到新制造的聚合物互连中，然后进入与最初的IOX波导相邻的第二个IOX波导
根据研究人员的说法，聚合物光学互连工作良好，并显示出低传播和耦合损耗，这意味着光在互连内或互连与其他组件之间传播时损失非常少
研究人员现在正致力于提高这种材料的折射率对比度和高温性能
Norwood说:“更高的折射率对比度将使材料对制造变化更具耐受性，而互连可能需要高温性能来承受200℃以上的回流焊过程。”
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