Silikon: Daten übertragen statt Fugen dichten

Silikon hält die Scheiben des Aquariums zusammen oder dichtet die Fugen der Badewanne. Es kann aber auch Lichtstrahlen leiten. Das Team von Professor Andreas Neyer, Leiter des Arbeitsgebietes Mikrostrukturtechnik an der Universität Dortmund, will sich diese Eigenschaft von Polydimethylsiloxan (PDMS) zur Datenübertragung zu Nutze machen.

Die Forscher der Universität Dortmund haben PDMS in Platinen integriert, wo es zwischen zwei Schichten Leiterplattenmaterial aus Epoxydharz sitzt. "Im Prinzip ist es nichts anderes als Glas mit organischen Anteilen", beschreibt Neyer den Stoff. Neyer will mit dem Licht leitenden Silikon die physikalischen Grenzen aktueller Datenleitungen aus Kupfer überwinden. Bislang gelten hochfrequente Signale und daraus resultierende elektromagnetische Wellen als Störfaktor, die sich gegenseitig behindern können (Übersprechen).

Die Lichtleitungen dagegen beeinflussen sich gegenseitig nicht. Nach Meinung der Forscher könnte die hybride Kombination von Elektronik und Licht ein Vielfaches an Signalen gleichzeitig übertragen. Dabei dürfen sich die Lichtleiter auch kreuzen und können sich beim Splitten verzweigen. Mit 50 Euro pro Kilogramm ist das Basismaterial ausgesprochen günstig. Das glasklare Silikon sei nicht nur Licht leitend, sondern auch temperaturstabil und halte die 220 °C eines Lötbades aus.

Um das Silikonmaterial PDMS als Lichtleiter nutzen zu können, braucht es eine Kernkomponente, die das Licht leitet, und eine zweite Komponente, die den Kern umgibt. Für die Fertigung von Prototypen werden Gießformen aus geätzten Silizium-Wafern benutzt.

Problematisch ist allerdings die Dimension. Mit 60 x 40 Zentimetern sprengen Andreas Neyers Lichtleiterplatinen die bisher üblichen Maße zur Erzeugung von Mikrostrukturen. Insbesondere die Frage, wie man solch große Flächen auf den Mikrometer genau belichtet, beschäftigt die Forscher. Ein weiteres Problem ist die Ein- und Auskopplung der Lichtsignale. Die Lichtleiterbahnen werden an den Austrittsöffnungen mit Mikrospiegeln versehen. Zur Herstellung der Umlenkspiegel müssen die Lichtleiterstege bereits in der Gießform an den Enden mit einem Präzisions-Diamantfräser angeschrägt werden. Ein aufwendiges und laut den Forschern nicht allzu elegantes Verfahren. (uba)

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