光子集成電路（PIC）是將多個光學(xué)組件組合在單個芯片上的緊湊型器件。它們在通信、測距、傳感、計算、光譜學(xué)和量子技術(shù)方面有著廣泛的應(yīng)用。PICs現(xiàn)在使用成熟的半導(dǎo)體制造技術(shù)制造。它降低了成本并提高了性能。這使得PICs成為一種有前景的技術(shù)，適用于各種應(yīng)用。

光子封裝比電子封裝更具挑戰(zhàn)性。PICs需要高得多的對準(zhǔn)精度，通常在微米甚至亞微米級別。這是因為PIC的光學(xué)模式需要精確匹配。

PICs的緊密對準(zhǔn)公差使其與主流電子封裝技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施不兼容。此外，對多種材料平臺（如硅III-V和鈮酸鋰）的異質(zhì)或混合集成的需求不斷增加，這是光子封裝的另一個挑戰(zhàn)。需要新的封裝技術(shù)和設(shè)備體系結(jié)構(gòu)來應(yīng)對這些挑戰(zhàn)。

在《光：先進(jìn)制造》雜志上發(fā)表的一篇新論文中，由Shaoliang Yu博士和Qingyang Du領(lǐng)導(dǎo)的一個科學(xué)家團(tuán)隊開發(fā)了新的包裝技術(shù)。

雙光子光刻（TPL）是一種基于激光的技術(shù)，可用于創(chuàng)建具有非常高分辨率的3D結(jié)構(gòu)。它最近成為一種很有前途的光子封裝方法，即將光子組件組裝和連接到單個系統(tǒng)中的過程。

TPL為光子封裝提供了幾個獨(dú)特的優(yōu)勢。TPL可用于創(chuàng)建各種3D光子結(jié)構(gòu)，例如光束整形器和模式轉(zhuǎn)換器。當(dāng)連接系統(tǒng)中的不同光學(xué)部件時，這對于實(shí)現(xiàn)高耦合效率和寬帶寬是重要的。

它還可以在組裝后在光子組件之間形成光學(xué)連接。這是因為可以根據(jù)部件之間的相對位移來定制連接的形狀。這放松了PIC組裝過程中的對準(zhǔn)公差，并允許使用標(biāo)準(zhǔn)電子組裝技術(shù)。

TPL可以創(chuàng)建高信道密度、低損耗的2.5-D或3D鏈路，以適應(yīng)封裝內(nèi)光學(xué)端口之間的高度差。這對于混合集成尤其重要，在混合集成中，模塊被圖案化在具有不同厚度的不同基板上。

TPL可用于形成微米和納米機(jī)械結(jié)構(gòu)，以引導(dǎo)無源對準(zhǔn)過程或可插拔光學(xué)連接器中的精確組件放置。

除了這些優(yōu)點(diǎn)之外，TPL樹脂通常具有寬帶和低光衰減，使其適用于在不同材料平臺之間構(gòu)建低損耗光學(xué)鏈路。

總的來說，TPL是一種多功能、強(qiáng)大的光子封裝技術(shù)。它提供了幾個獨(dú)特的優(yōu)勢，有助于解決封裝PIC的挑戰(zhàn)，例如緊密對準(zhǔn)公差和異構(gòu)或混合集成的需求。隨著光子學(xué)行業(yè)越來越多地采用TPL，正在進(jìn)行進(jìn)一步的研發(fā)工作，以提高TPL的生產(chǎn)能力，擴(kuò)大材料庫，并開發(fā)新的設(shè)計和表征工具。

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