Optische Leiter zum Aufsprühen

DFG-Forschergruppe arbeitet an der Verbesserung optischer Datenübertragungssysteme

Mit Lichtsignalen in optischen Wellenleitern lassen sich schnell und weitgehend störungsfrei sehr große Datenmengen übertragen. Im industriellen und infrastrukturellen Bereich, z.B. in der Automobil- und Luftfahrtindustrie, steigt daher die Nachfrage, dieses Potential weiter auszuschöpfen. Wie sollen Produktionsprozesse aussehen, um Systeme, die Daten mittels Licht übertragen, am besten in bestehende Bauteile zu integrieren? Dies ist eine zentrale Frage an die Forschung, mit der sich eine neu eingerichtete DFG-Forschergruppe beschäftigt. Wissenschaftler der FAU sind daran wesentlich beteiligt.

Bisher gibt es bei dem Thema einige technische Begrenzungen. Zum Beispiel fällt es schwer, das Signal im Lichtwellenleiter auf weitere Lichtwellenleiter derart zu übertragen, dass in keinem Leiter das Signal verloren geht. Diese und weitere Herausforderungen greift die DFG-Forschergruppe mit dem Namen „Optische Aufbau- und Verbindungstechnik für baugruppenintegrierte Bussysteme (OPTAVER)“ auf.

Ein Teilprojekt der FAU untersucht die Möglichkeit, mit Hilfe des präzisen Aerosol-Jettings lichtleitende Materialien auf beliebig geformte Oberflächen aufzudrucken. Die polymeren Grundstoffe für den Lichtwellenleiter werden hierzu fein zerstäubt und mittels eines Luftstroms auf die tragfähige Materialoberfläche aufgesprüht. So können beliebig geformte Oberflächen mit Lichtwellenleitern versehen werden. Dies vereinfacht beispielsweise die Verbindung von Geräten mit dem optischen Datenübertragungssystem, da diese mit den Polymertinten einfach angedruckt werden können.

In einem weiteren Teilprojekt untersuchen die FAU-Forscher am Rechner, ob das Lichtsignal die gewünschten Knotenpunkte störungsfrei erreicht. Hierzu wird mithilfe des sogenannten Raytracings die Dämpfung des Lichtsignals innerhalb einer spezifischen Leiterstrecke simuliert. In einem angeschlossenen Konstruktionsprogramm können gezielt Optimierungen an dem dreidimensionalen Verlauf der Lichtwellenleiter sowie deren Querschnittsverläufen vorgenommen werden. Die Erkenntnisse zu geeigneten Geometrien für die erfolgreiche Datenübertragung sollen in Design-Regeln für Lichtwellenleiter einfließen, so dass im späteren industriellen Einsatz keine erneute Simulation erforderlich sein wird.

Im Rahmen des bundesweiten Forschungsprojektes OPTAVER arbeiten an der FAU der Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik (FAPS) sowie die Arbeitsgruppe Optik-Design, Messtechnik und Mikrooptik (ODEM) vom Institut für Optik, Information und Photonik daran, bestehende Probleme bei der Signalübertragung in Bussystemen zu lösen. Weitere beteiligte Einrichtungen sind die Leibniz Universität Hannover, das Laser Zentrum Hannover und die Technische Universität Dresden. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert die Forschergruppe mit einer Summe von 1,35 Millionen Euro über einen Zeitraum von drei Jahren.

Weitere Informationen:

Prof. Dr. Jörg Franke
Tel.: 09131/ 85-27971
joerg.franke@faps.fau.de