Glasfaser statt Kupferkabel

Halbleitertechnik ist teuer. Neue optische Mikrochips aus Kunststoff sollen die Glasfasertechnik künftig günstiger machen. Damit rückt der persönliche Glasfaseranschluss für Privatleute und Industrieunternehmen in greifbare Nähe.

Glasfasersysteme leiten Daten konkurrenzlos schnell. Bislang aber lohnt sich ihr Einsatz nur, wenn sie viele Kunden miteinander verbinden. Für Einzelanschlüsse oder um Maschinen in der Fabrik zu vernetzen, sind sie zu teuer. Der Grund: optoelektronische Bauteile senden die Lichtinformation, empfangen, verschalten und verwandeln sie in elektrische Signale. Sie sind teuer, weil sie aus aufwändigen, anorganischen Materialien wie halbleitenden Substanzen oder Keramiken gefertigt werden. Eine Alternative aus kostengünstigem Kunststoff haben jetzt Forscher vom Fraunhofer-Institut für Nachrichtentechnik, Heinrich-Hertz-Institut HHI in Berlin entwickelt.

Mit einem einfachen Verfahren werden verschiedene flüssige Kunststoffe in mehreren Lagen aufgeschleudert: Es entsteht 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 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.

Abb.: Polymer-Chip mit Mikrospektrometer. Auf diesem Polytronik-Chip mit winzigen Leiterbahnen aus Kunststoff sind Photodioden aus Indium-Phosphit integriert. (Quelle: 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 neben Forschern vom HHI auch die Polymerexperten vom Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM in Teltow beteiligt sind. 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, Empfangen, Senden und Verschalten aber wäre dank des neuen Moduls erschwinglich.

Quelle: Fraunhofer-Gesellschaft

Weitere Infos:

• Fraunhofer-Gesellschaft:
  http://www.hgf.de
• Fraunhofer-Institut für Nachrichtentechnik, Heinrich-Hertz-Institut (HHI):
  http://www.hhi.fraunhofer.de