Peneliti Mengubah Chip Fotonik Kecil Menjadi Sensor Suhu Fungsional

Mirip dengan elektronik, sirkuit fotonik dapat dibuat mini menjadi chip, menghasilkan sirkuit terintegrasi fotonik (PIC). Meskipun perkembangan ini lebih lambat dibandingkan dengan bidang elektronik, bidang ini mengalami perkembangan pesat dalam beberapa tahun terakhir.
Namun, tantangan utamanya adalah bagaimana mengubah PIC tersebut menjadi perangkat fungsional - hal ini memerlukan pengemasan optik dan strategi penggandengan untuk memasukkan cahaya ke dalam PIC dan mengeluarkan cahaya dari PIC.
Misalnya, untuk komunikasi optik, serat optik diperlukan untuk membuat sambungan dan kemudian mengirimkan pulsa cahaya dalam jarak jauh. Sebagai alternatif, PIC dapat menampung sensor optik yang memerlukan cahaya eksternal untuk membaca.
Karena cahaya pada PIC bergerak dalam saluran yang sangat kecil (disebut "pandu gelombang") dengan dimensi sub-mikron, penggandengan optik ini sangat menantang dan memerlukan penyelarasan yang cermat antara PIC dan komponen eksternal. Optiknya juga sangat rapuh, sehingga pengemasan PIC yang tepat sangat penting untuk menghasilkan perangkat yang andal.
Kelompok penelitian Prof. Van Steenberge dan Prof. Jeroen Missinne di Universitas Ghent dan imec sedang mengembangkan solusi untuk mengatasi tantangan pengemasan dan integrasi yang terkait dengan PIC untuk sistem telekomunikasi, sensor, dan perangkat biomedis generasi mendatang.
Salah satu upaya mereka adalah dengan menggunakan lensa mikro yang sangat kecil agar lebih mudah menghubungkan saluran optik pada PIC ke serat optik eksternal atau komponen lainnya. Terakhir, mereka berhasil mendemonstrasikan lensa mikro yang dapat diintegrasikan ke dalam PIC itu sendiri selama fabrikasi atau lensa mikro eksternal yang dapat ditambahkan selama pengemasan.
Yang terakhir adalah subjek dari makalah yang baru-baru ini diterbitkan di Journal of Optical Microsystems.
Selama penelitian, lensa bola kecil, berdiameter 300 mikron, digunakan untuk membuat koneksi efektif antara sensor pada PIC dan serat optik yang dapat dihubungkan ke perangkat pembacaan standar.
Selain itu, makalah ini menjelaskan langkah-langkah impor yang diperlukan untuk mengubah PIC menjadi probe sensor miniatur yang fungsional dan terenkapsulasi penuh (diameter kurang dari 2 mm). Jenis sensor optik yang dikembangkan dalam demonstrasi ini adalah sensor suhu kisi Bragg yang dapat mengukur hingga 180 derajat.
Sensor ini diwujudkan dalam kerangka proyek SIER Eropa dengan Argotech (Republik Ceko) dan Laboratorium Penelitian Komunikasi Fotonik dari Universitas Teknik Nasional Athena (Yunani).
Dalam proyek ini, beberapa mitra Eropa fokus pada integrasi sensor optik ke dalam proses manufaktur untuk pembuatan komponen komposit seperti pesawat terbang, yang pada akhirnya mengarah pada optimalisasi proses, penghematan energi dan biaya.