Optische Mikrochips aus Kunststoff

Polytronikbauteile als günstige Alternative zu teurer Glasfasertechnik

Neue optische Mikrochips aus Kunststoff sollen die Glasfasertechnik künftig günstiger machen. Am Fraunhofer-Institut für Nachrichtentechnik, dem Heinrich-Hertz-Institut HHI in Berlin, wurde jetzt eine Alternative zu teuren optischen Bauteilen aus kostengünstigem Kunststoff entwickelt. Der persönliche Glasfaseranschluss für Privatleute und Industrieunternehmen soll damit in greifbare Nähe rücken.

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Optoelektronische Bauteile senden Lichtinformation, empfangen, verschalten und verwandeln sie in elektrische Signale. Sie sind teuer, weil sie aus aufwendigen, anorganischen Materialien wie halbleitenden Substanzen oder Keramiken gefertigt werden. Die Forscher des Berliner Heinrich-Hertz-Instituts versprechen nun eine kostengünstige Alternative aus Kunststoff.

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Mit einem einfachen Verfahren werden verschiedene flüssige Kunststoffe in mehreren Lagen aufgeschleudert: Es entstehen eine Trägerschicht, eine lichtleitende Lage und eine Deckschicht. Wird das Material belichtet und strukturiert, bilden sich in der lichtleitenden Schicht winzige Leiterbahnen, durch die das Licht geradeaus und auch um Kurven geschickt wird. Die Forscher koppeln dieses polytronische - aus Polymer und Elektronik entstandene - Bauteil mit Lasern und Photodioden.

So lassen sich letztendlich Bausteine, die Licht senden und empfangen können, in das Kunststoffmodul integrieren, so dass das Bauteil Lichtsignale unterschiedlicher Wellenlänge voneinander trennen und separat weiterleiten und auch ein Lichtsignal auf mehrere Leitungen aufteilen kann.

"Damit werden optische Anwendungen möglich, die bisher an der Komplexität und dem hohen Preis von Glasfasersystemen gescheitert sind", sagt Wolfgang Schlaak, Leiter des Forschungsprojekts "Berlin Access / Fibre to the Home", an dem neben Forschern vom HHI auch die Polymerexperten vom Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM in Teltow beteiligt sind.

Den Forschern geht es dabei vor allem um die Vernetzung von Maschinen oder Anlagen in Fabriken, die in der Regel per Kupferkabel verbunden sind. Dank des neuen Moduls ließe sich die Lichtinformation vom Zentralrechner zugleich an mehrere Geräte schicken. Bislang müsste jede Maschine einzeln an die zentrale Steuerung angeschlossen werden. Auch für ein- oder ausgehende Informationen werden bisher - wenn überhaupt - separate Glasfasern genutzt.

Zudem rücke mit den Polytronikbauteilen ein günstiger Glasfaseranschluss in greifbare Nähe. Die Glasfaser müsste zwar immer noch verlegt werden, Empfangen, Senden und Verschalten aber wäre dank des neuen Moduls erschwinglich.

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