사진. PI코리아
PI는 포토닉스 제조 확장을 위해 AI 기반 실시간 실행 기능을 갖춘 PILightning 알고리즘을 새로 선보였다. 이 프로세스는 첫 번째 광을 찾는 소요 시간을 대폭 단축하고 수동 개입의 필요성을 제거하여 광 얼라인먼트 시 테스트 및 조립 비용을 크게 절감할 수 있다. PI는 이 알고리즘이 인간의 반응 시간을 능가하는 빠른 속도로 신호를 감지하는 것을 보고 번개처럼 빠른 속도라는 뜻의 ‘PILightning’이라는 이름을 붙였다.
포토닉스 장비 제조에서 가장 중요한 과제는 광 소자의 정확한 정렬이다. FMPA(Fast Multichannel Photonics Alignment)는 여러 채널, 컴포넌트 및 자유도에 걸쳐 병렬로 최적화를 수행하여 포토닉스 장비 제조 및 테스트에 소요되는 시간과 비용을 줄이고 수율을 향상시킨다. 그러나 최적화 프로세스가 시작되기도 전에 노이즈 레벨 이상의 광신호를 감지해야 한다. 첫 번째 광을 찾는 것은 웨이퍼 프로빙 및 소자 패키징을 포함한 모든 산업용 포토닉스 얼라인먼트에서 시간이 많이 걸리는 절차였다. 특히 임계값을 위해 양쪽을 정렬해야 하는 입출력 장비에서는 특히 시간이 더 많이 소요된다.
지금까지 포토닉스의 성장은 낡은 방법론과 하드웨어로 인해 발목을 잡혀왔다. 고객은 실리콘 포토닉스 테스트 및 조립에서 주요 병목 현상을 일으키는 첫 번째 광 감지 문제를 해결해야 했다. 또한, 생산 중인 광 회로를 대규모로 테스트하고 조립할 수 있는 새로운 기술이 필요했다. 이에 PI는 포토닉스 기기의 정밀 얼라인먼트 및 테스트와 기타 자동화된 신호 검색에 필요한 시간을 획기적으로 단축하는 새로운 기술을 개발했다. PILightning은 통합 AI 기반 실시간 실행 기능을 갖춘 검색 방법을 기반으로 한다.
완전히 자동화된 고속 프로세스로 광범위한 보정이나 수동 개입이 필요하지 않다. 고주파 데이터 샘플링이 미세 피치 스캐닝을 대체하여 정렬 속도가 크게 향상된다. FMPA 고속 gradient search 알고리즘은 첫 번째 광이 감지되면 실시간 피드백 제어를 통해 자유도와 채널에 걸쳐 병렬로 빠르게 정렬을 최적화한다. 추적 알고리즘은 애플리케이션에 따라 최대의 결합 효율을 유지하도록 작동한다.
PI는 실제 광 신호 데이터 시뮬레이션을 통해 이 새로운 기술을 실행하고, 현재의 최첨단 방식과 비교하여 정렬 시간을 정량적으로 특성화했다. 일반적인 정렬 조건의 시나리오에서 시뮬레이션한 결과 첫 번째 신호 감지에서 몇 배의 개선이 나타났다. 또한 고속 피에조 메커니즘을 사용하여 자유 공간 레이저 결합 및 광섬유와 광 소자 결합을 여러 차례 테스트했고, 좋은 결과를 얻었다. 현재 PI의 에어베어링 기반 F-142 및 F-143 다축 포토닉스 얼라인먼트 시스템과 ACS 기반 NanoCube 및 스티어링 미러 컨트롤러에서 PILightningTM 알고리즘을 바로 사용할 수 있다. PI는 신기술이 실리콘 포토닉스 테스트 및 조립 솔루션에 적용되어 얼라인먼트에 사용되는 시간과 비용이 대폭 단축될 수 있기를 기대하고 있다.
