Störungsfreier Datenverkehr

Eine schnelle Datenautobahn ohne Baustellen und Spureinengungen ist das Ziel von PolyPhotonics Berlin. Dafür entwickelt das interdisziplinäre Bündnis den weltweit ersten hybrid-optischen Baukasten auf der Basis von Kunststoff.

Wir befinden uns inmitten einer Revolution. Die Digitalisierung verändert unser Leben grundlegend. Wer aber nicht über ein schnelles Internet verfügt, sieht sich bald abgehängt von all den weltbewegenden Entwicklungen. In Deutschland mündet die schnelle Autobahn noch allzu oft in eine Huckelpiste. Eben noch waren die Daten in rasantem Tempo unterwegs, da stehen sie kurz vor dem Ziel vor einem Nadelöhr. Soll heißen: Die Glasfaser wird durch das Kupferkabel ausgebremst. Doch es tut sich Entscheidendes auf dem Gebiet der optischen Datenübertragung. Die Forschung und Entwicklung auf diesem Gebiet wird nicht zuletzt vom Berliner Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut für Nachrichtentechnik vorangetrieben. Seit 2016 forscht ein am HHI angesiedeltes interdisziplinäres Bündnis von elf Partnern aus Wissenschaft und Wirtschaft an einem weltweit ersten hybrid-optischen Baukasten auf Polymerbasis. „PolyPhotonics Berlin“ wird vom Bundesforschungsministerium gefördert. Kürzlich fand ein Bündnistreffen zum Austausch über den Entwicklungsstand der einzelnen Projektinhalte statt.

Grafische Übersicht über die Anwendung verschiedener Materialien auf der PolyPhotonics Berlin-Technologieplattform.

Übersicht über die Anwendung verschiedener Materialien auf der PolyPhotonics Berlin-Technologieplattform.

PolyPhotonics Berlin

Neue Materialien

Bündniskoordinator Crispin Zawadzki beindruckte mit seinen (Sommer)-Fotos: Da wurden am HHI ein Reinraum und ein Messlabor aufwändig umgebaut und sogar die Hausfassade aufgeschnitten, weil die neue Anlage nicht über das Treppenhaus transportiert werden konnte. Das Institut scheue eben keine Kosten und Mühen, um die Datenautobahn zu ertüchtigen, meint Zawadzki augenzwinkernd. Vor allem aber sei es für das „PolyPhotonics Berlin“-Bündnis eine hohe Wertschätzung, wenn das Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut drei hochmoderne neue Anlagen anschafft, um die innovativen Inhalte von „PolyPhotonics“ unterstützend voranzubringen. Immerhin will das Bündnis weltweit eine führende Position einnehmen mit seiner Technologieplattform. Auf Kunststoff basierend ist sie neben den herkömmlichen auf Halbleiter- oder Glasbasis eine Weltneuheit.

Assembly-Anlage am Kran

Am HHI wurde die Hausfassade aufgeschnitten, weil die neue Anlage nicht über das Treppenhaus transportiert werden konnte.

PolyPhotonics Berlin

Mehr noch: Das Bündnis entwickelt unter anderem auch die Wellenleitermaterialien selbst. Diese werden bislang teuer im Ausland eingekauft. „Wir wollen in Zukunft unabhängig vom Weltmarkt sein. Zudem haben wir bei den von uns entwickelten Materialien immer die Möglichkeit, sie zu optimieren und weiteren Entwicklungen anzupassen“, sagt der Bündnisleiter.

Neue Technologien

Die neuen Materialien auf Kunststoffbasis erfordern neue Technologien für den Aufbau dieser weltweit neuartigen Plattform. Da muss das Bündnis eine Menge Grundlagenentwicklung betreiben, um am Ende die Betriebstüchtigkeit der einzelnen Komponenten des hybrid-optischen Baukastens zu gewährleisten. Sein Herzstück ist der Transceiver, Sender und Empfänger in einem. Jeweils an Steckdose und Geräteeingang angebracht wandelt er die optischen Daten in elektronische um und umgekehrt. Erst dann ist eine Kommunikation innerhalb photonischer Netze möglich. Den Transceiver der ersten Generation hat das Bündnis inzwischen entwickelt. Auf einem nur etwa fünf Millimeter langen Chip müssen die Fasern präzise aneinander gekoppelt werden. Die Führungsrolle übernimmt die U-Nut. Die eingeätzte Rille muss etwas schmaler als der Durchmesser der Glasfaser und äußerst homogen sein, damit der Kern der Glasfaser genau auf den Kern der Welleneiter des Chips trifft – das Einfache, das so schwer zu machen ist, wenn die automatisierte Massenproduktion das Ziel ist. „Weltweit wären wir die ersten, die das schaffen“, blickt der Bündniskoordinator optimistisch in die noch verbleibenden zwölf Monate Projektlaufzeit – und auf weitere Anwendungsfelder, die sich dann für die Technologieplattform ergeben. Neben der Tele- und Datenkommunikation, so Zawadzki, könne der Baukasten auch in der Sensorik und Analytik, etwa in der Medizin und Umwelttechnik, eingesetzt werden.