3D-Druck von polymeren Lichtwellenleitern

Als Bestandteil der bundespolitischen „Hightech-Strategie 2020“ fördert das BMBF das auf drei Jahre konzipierte Projekt „Phoibos - Photonische Wirebonds für optische Multi-Chip-Systeme“ mit rund 2,9 Millionen Euro. Phoibos hat zum Ziel, Know-How und Verfahren für die optische Mikrointegration zu erarbeiten und für eine breite industrielle Anwendung verfügbar zu machen. Unter dem Einsatz eines 3D-Laserlithografiesystems von Nanoscribe ist Phoibos-Projektleiter Christian Koos vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) erstmals die optische Verdrahtung optoelektronischer Chips gelungen.

Optische Verbindungen zwischen kostengünstigen, siliziumbasierten Komponenten und anderen Materialplattformen zum Aufbau von Multi-Chip-Modulen sind bisher schwer herzustellen. Sie stellen höchste Anforderungen sowohl an die Positioniergenauigkeit der optischen Leiter als auch an die optische Qualität der Kontaktstellen. Unter Anwendung der Zweiphotonen-Polymerisation lassen sich mit dem neuartigen 3D-Druckverfahren mikrometer kleine polymere Lichtwellenleiter direkt auf siliziumbasierten Komponenten realisieren. Entsprechend den jeweiligen Anforderungen können mit solchen photonischen Wirebonds (PWB) optimal angepasste, optische Schnittstellen erzeugt werden, die die Basis für optische Multi-Chip-Module bilden. Der Geschäftsführer des Systemherstellers und Projektteilnehmers Nanoscribe, Martin Hermatschweiler, ist überzeugt, dass diese extrem leistungsfähigen optischen Schaltungen in ein paar Jahren der Standard in vielen Anwendungsbereichen wie der Telekommunikation, Medizintechnik, Konsumelektronik oder auch der Anlagensteuerung sind.

Eine Grundvoraussetzung für die internationale Wettbewerbsfähigkeit des Wirtschaftsstandortes Deutschland ist die Erforschung und Entwicklung innovativer Produkte und Produktionsverfahren. Als Schlüsseltechnologie leistet die Photonik hierzu einen bedeutenden Beitrag. Insgesamt stellt das BMBF für die Partner der insgesamt zwölf Verbundprojekte der „Förderinitiative Integrierte Mikrophotonik“ zirka vierzig Millionen Euro bereit. Mikrointegration ist eines der derzeit ökonomisch bedeutendsten Forschungsgebiete der Optik und bezeichnet die drastische Kosten- und Bauraumreduzierung optischer Funktionselemente. Verfügt heute beinahe jedes technische System über integrierte elektronische Schaltkreise, so sind in Zukunft auch integrierte optische Komponenten in unserem Alltag allgegenwärtig. Da die entsprechenden Verfahren in der Photonik aufgrund der großen Bandbreite an Funktionen, Materialien und Strukturen im Vergleich zur Elektronik weit aufwändiger sind, steht die Mikrointegration erst am Beginn ihrer Entwicklung.

Nanoscribe / OD