Fortschritt in der Glasfasertechnik

Optoelektronische Bauelemente sind teuer, weil sie aus anorganischen Materialien wie Keramik hergestellt werden. Forscher vom Fraunhofer-Institut für Nachrichtentechnik (Heinrich-Hertz-Institut, Berlin) haben nun eine kostengünstigere Alternative aus Kunststoff entwickelt.

Die neuen optischen Mikrochips sollen die Glasfasertechnik verbilligen. Damit rückt nach Meinung der Forscher der persönliche Glasfaseranschluss für Privatleute und Industrieunternehmen in greifbare Nähe. Mit einem einfachen Verfahren haben die Forscher verschiedene flüssige Kunststoffe in mehreren Lagen aufgeschleudert: Es entsteht eine Trägerschicht, eine Licht leitende Lage und eine Deckschicht.

Wird das Material belichtet und strukturiert, bilden sich in der Licht leitenden Schicht winzige Leiterbahnen, durch die der Informationsträger, das Licht, geschickt wird. Die Forscher koppeln dieses polytronische – aus Polymer und Elektronik entstandene – Bauteil mit Lasern und Photodioden. So lassen sich Bausteine, die Licht senden und empfangen können, in das Kunststoffmodul integrieren. Das Bauteil kann nun Lichtsignale unterschiedlicher Wellenlänge voneinander trennen und separat weiterleiten und sogar ein Lichtsignal auf mehrere Leitungen aufteilen.

Polymer-Chip mit Mikrospektrometer: Auf diesem Polytronik-Chip mit winzigen Leiterbahnen aus Kunststoff sind Photodioden aus Indium-Phosphit integriert. © Fraunhofer HHI
Polymer-Chip mit Mikrospektrometer: Auf diesem Polytronik-Chip mit winzigen Leiterbahnen aus Kunststoff sind Photodioden aus Indium-Phosphit integriert. © Fraunhofer HHI

»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 Projekt sind neben Forschern vom HHI auch die Polymerexperten vom Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM in Teltow beteiligt. Schlaak denkt dabei vor allem an 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. Mit den Polytronikbauteilen rückt nun ein günstiger Glasfaseranschluss in greifbare Nähe. Die Glasfaser müsste zwar immer noch verlegt werden, das Empfangen, Senden und Verschalten wäre aber dank des neuen Moduls erschwinglich. (Detlef Scholz / ala)

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