2025年4月9日，弗勞恩霍夫可靠性與微集成研究所（IZM）的研究人員宣布了一項重大技術(shù)突破：他們開發(fā)了一種新型激光焊接工藝，能夠在低至4開爾文的極低溫環(huán)境下，將光子集成電路（PIC）與光纖連接，而無需使用粘合劑。這一創(chuàng)新為量子技術(shù)領域提供了一種更可靠、快速且經(jīng)濟的解決方案。

    一、技術(shù)背景與挑戰(zhàn)
    量子技術(shù)的發(fā)展需要在極低溫環(huán)境下觀察量子效應，這對光子集成電路（PIC）與光纖的連接提出了極高的要求。傳統(tǒng)的粘合劑連接方式在低溫環(huán)境下容易失效，且無法滿足量子技術(shù)對高穩(wěn)定性和高可靠性的需求。

    二、技術(shù)原理與創(chuàng)新
    該激光焊接工藝利用了二氧化硅（SiO2）材料的特性，通過CO2激光對PIC的SiO2層進行局部預熱，從而在光纖與PIC之間形成直接的材料鍵合。這種連接方式不僅提高了耐用性和熱穩(wěn)定性，還顯著縮短了制造時間，僅需幾秒鐘即可完成焊接。

    三、技術(shù)優(yōu)勢
    1.高耐用性與熱穩(wěn)定性：激光焊接形成的連接比傳統(tǒng)粘合劑連接更耐用，能夠在極低溫環(huán)境下保持穩(wěn)定。
    2.自動化潛力：該工藝具備可重復性，適合大規(guī)模生產(chǎn)，降低了制造成本。
    3.低溫適配：通過創(chuàng)新的預熱技術(shù)，有效解決了4K極低溫環(huán)境下的連接難題，為量子PIC的低溫應用掃清了障礙。

    四、應用前景
    這項技術(shù)不僅適用于量子計算和低溫技術(shù)領域，還具有廣泛的應用潛力。例如，在生物光子學、傳感器技術(shù)和高性能激光器等領域，該技術(shù)能夠提供更可靠、更高效的解決方案。研究團隊正在與工業(yè)伙伴合作，推動這一技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。

    該激光焊接工藝的開發(fā)為量子技術(shù)的發(fā)展提供了重要的技術(shù)支持。通過提高量子通信系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，這項技術(shù)有望在量子計算、量子通信以及其他高科技激光加工領域發(fā)揮重要作用。
    這項研究的成果標志著弗勞恩霍夫研究所在量子技術(shù)領域的又一重要里程碑，為未來的技術(shù)發(fā)展奠定了堅實的基礎。