PolyBoard - Berlin

Die WK-Potenzial-Initiative

 

Optische Bauteile sind unverzichtbar für Glasfaserkommunikationsnetze. Von diesen Entwicklungen profitieren immer mehr auch andere Anwendungsfelder wie optische Sensorik und optische Messtechnik. Optische Integration gilt heute allgemein als Schlüsseltechnologie, um die stetig wachsenden Ansprüche an solche Komponenten in die Realität umzusetzen. Die Herstellung von optischen Systemkomponenten beruht überwiegend noch auf mikrooptischen Aufbauten von verschiedenen Einzelbauelementen, die z.B. mit Linsen oder Glasfasern optisch miteinander verkoppelt werden.

Mit optischen Integrationstechnologien verfolgt man denselben Weg, der in der Silizium-Elektronik so überaus erfolgreich war: Alle Bauelemente werden auf einem Chip zu einem Schaltkreis vereinigt. Zwischen der elektronischen und der optischen Integrationstechnologie bestehen jedoch substanzielle, grundlegende Unterschiede, da in der Optik eine größere Anzahl unterschiedlicher Funktionalitäten und damit unterschiedlicher Bauelemente implementiert werden müssen, bei allerdings viel geringerem Integrationsgrad.

Das Verbundvorhaben PolyBoard befasst sich mit der optischen Integration und zwar in Form der so genannten Hybridintegration. Bei der Hybridintegration können die einzelnen Funktionselemente aus unterschiedlichen Materialien mit den jeweils besten Eigenschaften hergestellt werden. Sie werden dann auf einem optischen Wellenleiterchip (optisches Board) in geeigneter Weise assembliert. Diese Integrationstechnologie eröffnet vor allem auch kleinen Technologieunternehmen aussichtsreiche Verwertungschancen.

Die zukünftigen Marktanforderungen an optische Komponenten und damit die weltweiten Entwicklungstrends sind vor allem geprägt durch:


  • Reduzierung der Herstellungskosten
  • Verringerung des elektrischen Leistungsbedarfs
  • Miniaturisierung von Modulen
  • Erhöhung von Funktionalität und Performance (optisch, elektrisch, mechanisch)
  • zunehmende Standardisierung
  • Flexibilität verbunden mit Massenmarktfähigkeit

Konzept der PolyBoard-Technologie

Die Ziele

Aufbauend auf Entwicklungen, die vor einigen Jahren am Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut (HHI) begonnen wurden, haben sich fünf Berliner Unternehmen zusammen mit dem HHI und dem Laser Zentrum Hannover das Ziel gesetzt, die Technologie anwendungsreif zu machen. Weitgehend einzigartig ist bei PolyBoard die Verwendung von Polymermaterialien (Plastik) für das optische Board (Chip). 

Das optische Wellenleiterboard dient als Assemblierungsplattform, die Wellenleiter als optische Verbindungen zwischen den einzelnen Funktionsteilen. Aktive Elemente wie Laser und Fotodioden bestehen aus Indiumphosphid (InP), passive optische Funktionen wie Filter, Leistungs- oder Polarisationsteiler werden bevorzugt durch integrierte Dünnschichtfilter realisiert und Glasfasern können passiv durch U-förmige Gruben justiert und fixiert werden.

Die Projekte

Die FuE-Arbeiten konzentrieren sich zum einen auf die Weiterentwicklung der Technologie, um letztlich die vielfältigen Anforderungen an Performance, industrieller Fertigbarkeit und Kosten erfüllen zu können, zum anderen auf die Realisierung konkreter marktrelevanter optischer Komponenten als Demonstratoren. Entsprechend gliedert sich das Vorhaben in folgende Teilgebiete:

  • passiv-optische Wellenlängenfilterkomponenten für Zugangsnetze
  • optische Empfänger für phasenmodulierte Weitverkehrsübertragungssysteme
  • Auslesedetektor für optische Faser-Bragg-Sensoren
  • Technologieweiterentwicklungen

Die Partner

  • ELBAU GmbH, Berlin
  • FOC Fibre Optical Components GmbH, Berlin
  • opTricon GmbH, Berlin
  • SENTECH Instruments GmbH, Berlin
  • U2t  Photonics AG, Berlin
  • Fraunhofer-Institut für Nachrichtentechnik, Heinrich-Hertz Institut, Berlin
Darüber hinaus ist das Laser Zentrum Hannover e.V. als nicht-regionaler Partner in Form von Unteraufträgen in das Vorhaben eingebunden.
 

Kontakt

Dr. Norbert Grote
Fraunhofer-Institut für Nachrichtentechnik
Heinrich-Hertz-Institut
Einsteinufer 37
10587 Berlin
Tel.: 030 31002-431
Fax: 030 31002-558
E-Mail: norbert.grote[at]hhi.fraunhofer.de 


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