Hergestellt für Präzision. Entwickelt für Effizienz. Bereit für die Zukunft der Photonics.
Photonics gilt als Schlüsseltechnologie des 21. Jahrhunderts und bildet die Grundlage für ultraschnelle Datenübertragung, hochpräzise Sensorik sowie zukunftsweisende Kommunikations- und Rechentechnologien. Damit Europa in diesen strategisch relevanten Bereichen technologisch souverän bleibt, braucht es spezialisierte Lösungsanbieter, die komplexe optoelektronische Baugruppen mit höchster Präzision herstellen können. Tresky Automation übernimmt hier eine zentrale Rolle als Entwickler leistungsfähiger Maschinenplattformen für die Aufbau- und Verbindungstechnologie von Photonik- und Optoelektronik Systemen.
„Unsere Maschinen sind nicht nur präzise, sie denken mit. Active Alignment bedeutet: Echtzeit-Korrektur, optische Rückkopplung und maximale Ausbeute. Wer einmal damit gearbeitet hat, will nie wieder zurück.“
Moderne Photoniklösungen sind aus sicherheitskritischen Systemen nicht mehr wegzudenken. Glasfaserbasierte Kommunikation bildet das Rückgrat moderner IT-Infrastrukturen und ermöglicht verschlüsselte Datenverbindungen im zivilen, industriellen wie militärischen Umfeld. LiDAR-Systeme erfassen in autonomen Fahrzeugen die Umgebung mit höchster Genauigkeit, während optische Transceiver in Satelliten die Basis für schnelle und störresistente Datenverbindungen schaffen. Auch in der Luft- und Raumfahrt, der Medizintechnik und der Quantentechnologie ist die Photonik ein unverzichtbares Element für neue Anwendungen. Optische Sensorik, laserbasierte Entfernungsmessung, infrarotgestützte Bedrohungserkennung oder optische neuronale Netzwerke für KI-gesteuerte Systeme erfordern nicht nur höchste technologische Standards, sondern auch absolut zuverlässige Fertigungsprozesse.
Eine Schlüsselrolle innerhalb dieser Prozesse übernimmt die sogenannte Active-Alignment-Technologie. Im Gegensatz zur passiven Ausrichtung, bei der Komponenten anhand geometrischer Merkmale positioniert werden, setzt das Active Alignment auf Signal Feedback während der Montage. Auf diese Weise wird nicht nur die geometrische Mitte, sondern das tatsächliche Leistungsmaximum der Lichtkopplung getroffen. Diese Präzision ist besonders in Anwendungen mit Singlemode-Fasern oder in Silicon-Photonics-Systemen entscheidend, wo selbst kleinste Abweichungen zu erheblichen Verlusten führen können. Auch hybride Module mit mehreren optischen Schnittstellen und nicht standardisierter Geometrie profitieren von dieser aktiven Ausrichtstrategie. Tresky kombiniert dabei Nanometergenauigkeit mit flexiblen Montageverfahren in unterschiedlichen Coupling-Prozessen.
So ist Edge Coupling eine Kopplungsmethode, bei der Licht direkt in den seitlich freigelegten Wellenleiter eines Chips eingespeist wird. Die optische Verbindung erfolgt über die cleaved Facet, also eine polierte oder geschnittene Kante des Photonikbausteins. Diese Methode ermöglicht besonders verlustarme Kopplungen, typischerweise mit Coupling-Effizienz von unter 1 dB, und ist daher ideal für anspruchsvolle Hochleistungsanwendungen wie Silicon Photonics (SiPh), Lasermodule oder optische Hochgeschwindigkeitsverbindungen geeignet. Da Edge Coupling äußerst präzise Justagen erfordert, insbesondere bei der Verwendung von Singlemode- oder polarisationserhaltenden Fasern, kommt hier ausschließlich aktives Alignment zum Einsatz. Nur durch die kontinuierliche Auswertung des optischen Signals in Verbindung mit hochauflösenden Stellbewegungen lassen sich die unvermeidbaren Toleranzen der Bauteile ausgleichen. Diese Kopplung von Signalauswertung und feinmechanischer Positionierung ermöglicht die Maximierung des optischen Signals und damit den zuverlässigen Aufbau im Nanometerbereich.
Ein weiterer Prozess ist das Grating Coupling, auch als Surface Coupling bezeichnet. Hierbei handelt es sich um eine etablierte Methode zur optischen Kopplung, bei der Licht nicht seitlich, sondern vertikal über oberflächenstrukturierte Gitter in den Wellenleiter eines Chips eingekoppelt wird. Die Lichtführung erfolgt dabei in der Regel durch Fasern, die unter einem definierten Winkel, typischerweise zwischen sechs und zehn Grad, auf das Grating gerichtet sind. Dieser Kopplungsansatz erlaubt größere Toleranzen in der vertikalen Ausrichtung (Z-Richtung) und eignet sich daher besonders gut für Wafer-Level-Tests oder kompakte optoelektronische Module, bei denen Platz und Flexibilität entscheidend sind. Obwohl die Kopplungseffizienz im Vergleich zum Edge Coupling mit rund 3–5 dB Verlust etwas geringer ausfällt, bietet Grating Coupling durch seine vergleichsweise einfache Handhabung und Justierbarkeit entscheidende Vorteile in der Prozessintegration, vor allem bei der Charakterisierung von Photonikchips oder beim Aufbau modularer Sensoreinheiten. In automatisierten Fertigungsprozessen kann die Methode effizient mit aktiver Ausrichtung kombiniert werden, um stabile und reproduzierbare Lichtpfade zu gewährleisten.
Weitere Coupling-Methoden sind die Lensed Fiber-, Linsenkopplung- und Free-Space-Coupling-Verfahren. Diese Methoden ermöglichen eine optische Verbindung zwischen Bauteilen ohne direkten physischen Kontakt. Sie kommen vor allem dann zum Einsatz, wenn klassische Kopplungsmethoden wie Edge oder Grating Coupling an ihre Grenzen stoßen. Dabei wird das Licht über spezielle Linsen, wie beispielsweise sphärische, zylindrische oder asphärische Mikrooptiken fokussiert, um es verlustarm über einen Luftspalt hinweg in den Wellenleiter oder auf das optische Ziel zu übertragen. Häufig werden Lensed Fibers verwendet, bei denen die Linse direkt an der Faser integriert ist, oder externe Linsensysteme, die zusätzliche Freiheitsgrade in der Justage ermöglichen. Diese Kopplungsart zeichnet sich durch hohe Flexibilität und mechanische Entkopplung aus. Da keine direkte Berührung zwischen Faser und Chip erfolgt, lassen sich auch Anwendungen mit besonderen Anforderungen an Sauberkeit, Vakuumtauglichkeit oder Langzeitstabilität realisieren, etwa in der Raumfahrt, in Hochleistungslasermodulen oder in hybriden opto-mechanischen Aufbauten. Zudem bietet das Verfahren die Möglichkeit, den Strahlengang durch aktive Ausrichtung mit Winkel- und Abstandskorrektur präzise zu optimieren. Dies ist vor allem bei komplexen, mehrkanaligen oder nicht standardisierten Geometrien von Vorteil.
Free-Space-Kopplung stellt indessen hohe Anforderungen an die optomechanische Stabilität des Systems, da selbst kleinste Lageänderungen zu Justageverlusten führen können. Mit geeigneter Maschinentechnologie, wie sie Tresky Automation bereitstellt, lässt sich jedoch eine präzise und reproduzierbare Kopplung erzielen. Damit eignet sich dieses Verfahren hervorragend für besonders anspruchsvolle Anwendungen in Forschung, Verteidigung, Medizintechnik oder Quantenoptik.
Loop Coupling, auch Schleifenkopplung genannt, wird zur Steuerung und Verteilung optischer Signale innerhalb von wellenleiterbasierten Systemen eingesetzt. Dabei wird Licht durch eine geschlossene optische Struktur, häufig einen Mikroring oder eine Mikroschleife geführt, in der ein Teil des Lichts zwischen benachbarten Wellenleitern gekoppelt wird. So lassen sich Resonanzverhalten, Wellenlängenfilterung und Signalmodulation präzise beeinflussen. In Photonik-Anwendungen spielt das Loop Coupling eine wichtige Rolle bei der Realisierung kompakter optischer Filter, Wellenlängenmultiplexer (WDM) und Sensoren. Durch die gezielte Anpassung des Kopplungsgrades und der Schleifengeometrie können Bandbreite, Gütefaktor und Empfindlichkeit präzise eingestellt werden. Damit ermöglicht das Loop Coupling hochdichte, verlustarme und anpassbare photonische Integrationen. Dies stellt einen entscheidenden Baustein moderner Kommunikations-, LiDAR- und Sensorsysteme dar.
Beim Fiber Coupling, auch Direct Coupling genannt, wird das von einer Lichtquelle, etwa einer Laserdiode oder einem VCSEL, erzeugte Licht präzise in eine optische Faser eingekoppelt. Das Faserende wird dabei ohne Zwischenlinse direkt an den Chip gebracht. Diese Verbindung stellt eine der zentralen Schnittstellen in der Photonik dar, da sie die effiziente Übertragung von Lichtsignalen zwischen Bauteilen, Modulen oder Systemen ermöglicht. Entscheidend für eine hohe Kopplungseffizienz sind exakte Ausrichtung, Positioniergenauigkeit im Nanometerbereich sowie die thermische und mechanische Stabilität der Verbindung. Moderne Active Alignment-Technologien und präzise Bonding-Systeme sorgen dafür, dass Verlustleistungen minimiert und Langzeitstabilität gewährleistet werden. Fiber Coupling findet Anwendung in Bereichen wie Telekommunikation, Sensorik, medizinischer Diagnostik, LiDAR-Systemen und Photonik-Packaging.
Array Coupling bezeichnet die präzise optische Kopplung mehrerer Lichtquellen oder Wellenleiter in photonischen Systemen. In modernen Photonik-Anwendungen, etwa bei der Kopplung von Laser-Arrays, VCSELs oder Glasfaserbündeln an Photonic Integrated Circuits (PICs), spielt diese Technologie eine entscheidende Rolle. Ziel ist es, mehrere Kanäle gleichzeitig mit minimalem Verlust und hoher Positioniergenauigkeit <1 µm zu verbinden. Dafür kommen hochpräzise Justageverfahren, aktive Alignment-Technologien und spezielle Linsenarrays oder Grating Coupler zum Einsatz. Array Coupling ermöglicht so die effiziente Datenübertragung in Hochgeschwindigkeitskommunikation, Sensorik, LIDAR und Quantenphotonik – überall dort, wo kompakte, skalierbare und verlustarme optische Schnittstellen gefragt sind.
Die Maschinenplattformen von Tresky Automation sind darauf ausgelegt, den gesamten Prozess von der präzisen Bauteilpositionierung über das optische Alignment bis hin zum finalen Bonding abzubilden. Dabei werden kundenspezifische Anforderungen ebenso berücksichtigt wie zukünftige Skalierbarkeit. Die modulare Architektur erlaubt die Integration verschiedenster Prozessschritte, etwa für das Bonden, Aushärten, optische und elektrische Pre-Tests sowie die automatisierte Montage von Fasern, Linsen und Laserdioden. Durch die Kombination aus hoher Flexibilität und Prozesssicherheit entstehen so Fertigungslösungen, die sich sowohl für Forschung und Entwicklung als auch für Serienproduktionen eignen.
Doch Tresky geht noch einen Schritt weiter, denn die DIE Bonder vereinen alle relevanten Bonding-Technologien in einem einzigen System:
Diese universellen Plattformen macht die Tresky-Systeme einzigartig am Markt und bietet maximale Flexibilität, ohne Kompromisse bei Präzision oder Prozesssicherheit.
Ein System. Alle Technologien. Zukunftssicher.
Mit dieser Innovation unterstreicht Tresky seine Rolle als Technologieführer im Bereich DIE-Bonding und bietet eine Lösung, die den steigenden Anforderungen der Photonikbranche gerecht wird, von der Prototypenfertigung bis zur industriellen Skalierung.
Auf der productronica/SEMICON Europe, die vom 18. – 21. November auf dem Messegelände in München stattfindet, präsentiert Tresky am Stand 321 in Halle B2 nicht nur Active Alignment sondern auch alle weiteren DIE-Bonding-Prozesse.