Wellenleiter für die optische Datenübertragung

Die rasant wachsende digitale Infrastruktur von heute erfordert stetig steigende Datenraten auf allen Kommunikationsplattformen.
 

Während die optische Datenübertragung auf der Langstrecke bereits ein Standard ist, ist sie auf der Kurzstrecke, z. B. für die Chip-to-Chip-Verbindungen, noch recht selten. Dennoch setzt der steigende Stromverbrauch und das starke Übersprechen zwischen den Signalleitungen den konventionellen elektrischen Verbindungs­technologien auch auf kurzen Längenskalen Grenzen. Optische Datenübertragung kann diese Hürden überwinden, aber technologische Herausforderungen und teure Integration behindern die Marktdurchdringung von optischen Verbindungen noch stark.

Das Fraunhofer ISC begegnet der Forderung nach optischer Datenübertragung mit der Entwicklung neuartiger Core- und Cladding-Materialsysteme für konventionelle Lichtwellen­leiter. Konventionell bedeutet hier, dass Kern und Mantel in mehreren nachfolgenden Bearbeitungsschritten mit UV-Lithographie hergestellt werden. Bei den entwickelten Materialien handelt es sich um anorganisch-organische Hybridpolymere (ORMOCER^®), die auf anwendungsspezifische Anforderungen abgestimmt werden können und die außergewöhnliche optische Eigenschaften und eine hohe Zuverlässigkeit aufweisen.

 

3D-Wellenleiter, die mittels ultraschneller laserbasierter Polymerisation in ein optisches Hybridpolymer (ORMOCER®) geschrieben wurden.

 

Darüber hinaus entwickelt das Fraunhofer ISC die Materialien und die Technologie für optische 3D-Verbindungen, die durch Ultrakurzpuls-Laserbearbeitung hergestellt werden. Bei diesem Verfahren wird der Wellenleiter entlang beliebiger Trajektorien im Raum geschrieben, um eine optische Verbindung zwischen zwei optoelektronischen Komponenten, z. B. einem VCSEL und einer Photodiode, herzustellen. Dieser Prozess kann nach der Montage der optischen Komponenten durchgeführt werden - daher entfällt die Erfordernis für enge Toleranzen in der Montage. Außerdem wird die Anzahl der Bearbeitungsschritte im Vergleich zur Herstellung mit UV-Lithographie deutlich reduziert. Dieser Ansatz wurde 2013 mit dem Green Photonics Award der SPIE ausgezeichnet.