Mit Lichtgeschwindigkeit auf den Weltmarkt

Das digitale Zeitalter braucht innovative Kunststoffe und moderne Lichttechnologien für neue Netzwerktechnik. Das Forschungsbündniss „PolyPhotonics“ eröffnet Wege für das Leben im Internet.

Die „vierte industrielle Revolution“ generiert riesige Datenmengen, die superschnell und sicher transportiert sein wollen – was ohne die ständige Verfügbarkeit von Mobilfunknetzen nicht realisierbar ist. „G5“, die fünfte Generation der Mobilfunktechnik, soll bis 2020 marktreif sein und das Zehnfache der Übertragungsgeschwindigkeit von heute ermöglichen. Das Berliner Cluster „Optik & Photonic“ sei gut aufgestellt, um sich auf diesem Gebiet entsprechende Marktanteile zu erobern, begrüßte Oliver Igel, Bezirksbürgermeister von Berlin Treptow-Köpenick, kürzlich die Teilnehmer des „PolyPhotonics Berlin“-Workshops. Der vom Bundesforschungsministerium geförderte Wachstumskern präsentierte sich auf den diesjährigen „Photonik Tagen Berlin Brandenburg“. Für Bürgermeister Igel hat das Bündnis aus elf Unternehmen und drei Forschungseinrichtungen das Potenzial, den Weltmarkt aufzurollen. „PolyPhotonics Berlin“ entwickelt einen hybrid-optischen Baukasten, aus dem sich Anwender wie Telecom und Datacom sowie Hersteller von Bauteilen für die Sensorik oder Analytik bedienen können. Das Besondere: Seine Elemente, die unter Anwendung von Licht funktionieren, sind aus explizit dafür entwickelten neuartigen Kunststoffen hergestellt. „Solch eine Technologieplattform gibt es tatsächlich weltweit noch nicht“, sagt Norbert Keil. Er koordiniert das Projekt, das am Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut Berlin angesiedelt ist.

Spin-Coating-Prozess

Die PolyBoard-Herstellung am Heinrich-Hertz-Institut Berlin im Spin-Coating-Prozess (Rotationsbeschichtung).

Fraunhofer HHI

PolyBoard ist Herzstück

Die micro resist technology GmbH, ein führender Polymere-Hersteller, entwickelt Rezepte für solche mit Licht agierenden Kunststoffe. Harze werden unter anderem mit photoaktiven Komponenten vermischt, um dem Material bestimmte Eigenschaften zu geben – sodass es etwa in der Fotokamera oder im Temperaturmesser eines Smartphones zum Einsatz kommt. Der Vorteil photonischer Kunststoffe: Man kann aus ihnen zuverlässig und genau arbeitende optoelektronische Bauelemente für Anwendungen im Mikro- und Nanometerbereich herstellen, zum Beispiel für einen Lichtwellenleiter-Chip aus Kunststoff.

Das sogenannte PolyBoard, das den Zugang zum High Speed Internet gewährleistet, war Ergebnis der gleichnamigen Wachstumskern-Potenzial-Initiative. Er ist nun das Herzstück der PolyPhotonics-Technologie, an deren Entwicklung auch die FOC-fibre optical components GmbH beteiligt ist. Dieses Berliner Partnerunternehmen habe quasi den Anstoß gegeben, aus dem Chip heraus eine Baukasten-Technologie zu entwickeln, sagt Koordinator Keil. Die platzsparenden Netzwerktechniken von FOC kommen bei der Datenübertragung mittels Lichtwellen zum Einsatz – etwa in der Telekommunikation, bei der Industriesteuerung und in der Sensortechnik, in der Laser- und Medizintechnik sowie in Transport und Verkehr. Die Herausforderung hier wie auch bei anderen Mikro- und Nanoanwendungen: Einzelne Komponenten müssen auf engstem Raum höchst präzise, lange und verlässlich arbeiten.

Mask-Aligner

Die PolyBoard-Herstellung am Heinrich-Hertz-Institut Berlin im Mask-Aligner (Maskenpositionierer für die Fotolithografie).

Fraunhofer HHI

Big Data beherrschen

Norbert Keil zeigt Bilder aus den großen Rechenzentren der Welt und hält damit vor Augen, was kaum einem ständig gegenwärtig ist: In dicken Kabeln laufen die unsichtbaren Datenströme zusammen. Die PolyPhotonics-Technologie eröffnet Möglichkeiten, sie zu beherrschen. „Schon von der Produktidee an müssen die potenziellen Anwender in den Entwicklungsprozess einbezogen werden, um das Produkt erfolgreich auf dem Markt zu platzieren“, sagt der Wissenschaftler und betont die gute Vernetzung des Forschungskonsortiums. Es gründet demnächst den PolyPhotonics-Verein, um gemeinsam seine Vision umzusetzen: eine durchgängige Wertschöpfungskette am Standort Berlin.