idw – Informationsdienst Wissenschaft

Nachrichten, Termine, Experten

Grafik: idw-Logo
idw-Abo
Medienpartner:
Wissenschaftsjahr


Teilen: 
04.07.2019 16:30

Integrierte Faserkopplung aus Glas: Der nächste Schritt zum 50-Gigabaud-Glasfaserkabel

Stefanie Erkling Externe und interne Kommunikation
Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT

    Rechenzentren haben einen enormen Bedarf an immer höheren Datenübertragungsraten, die nur durch optische Technologien möglich sind: Ein 50-Gigabaud-Glasfasernetz kann diese Datenübermittlung nahezu ohne Zeitverlust in Distanzen über 500 Meter gewährleisten. Ein entscheidender Schritt ist daher der Wechsel von gängigen multimodalen auf monomodale Kabel, die nur eine einzelne Lichtleitfaser erfordern. Bis heute fehlt es jedoch an leistungsfähigen Faserkopplungen, die in hohen Stückzahlen kostengünstig produziert werden können. Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen entwickelt deshalb nun einen Fertigungsprozess, der die Herstellungskosten deutlich senken soll.

    Die Datenübertragung in modernen Hochleistungsnetzwerken erfolgt über Glasfaserkabel, die durch sogenannte Faserkoppler mit photonischen integrierten Schaltkreisen (PIC) verbunden sind. Damit beim Übergang von den Glasfasern in die photonischen Schaltkreise keine Informationen verloren gehen, werden extrem hohe Anforderungen an die optische Qualität der Faserkoppler gestellt. Diese Faserkoppler sind nur wenige Millimeter groß und bestehen aus hochpräzisen gläsernen Mikro-Optiken. Im Vergleich zu multimodalen Verbindungen, die große Datenmengen nur über kürzere Distanzen übertragen, ist die Kopplung monomodaler Kabel, die Daten auch über längere Strecken zuverlässig transportieren, anspruchsvoller: Sowohl die Fertigung als auch die Montage der erforderlichen Verbindungselemente erfordert höchste Präzision. Daher entfallen bis zu 50 Prozent der Herstellungskosten von Glasfaserleitungen auf die Faserkopplung.

    Mit dem Forschungsprojekt »EFFICIENTlight – Effiziente Faser-PIC-Kopplung mittels Glasumformung auf Wafermaßstab« entwickelt das Fraunhofer IPT gemeinsam mit Projektpartnern aus der Industrie und dem Lehrstuhl für integrierte Photonik der RWTH Aachen eine neue Technologie zur effizienten Glasfaserkopplung. Die Expertise der Projektpartner deckt alle Schritte zur Entwicklung marktreifer monomodaler Glasfaserverbindungen ab.

    Dafür entwickeln die Forscherinnen und Forscher des Fraunhofer IPT die erforderlichen Glasumformungsprozesse zur Herstellung von Mikro-Optiken weiter. Zu diesem Zweck prüfen die Aachener Ingenieure zwei unterschiedliche Umformverfahren für die Glaselemente: das Präzisionsblankpressen, bei dem Glasrohlinge direkt in einer Umformanlage erhitzt und abgeformt werden, und das kostengünstigere Nicht-isotherme Blankpressen, bei dem das Material vorab außerhalb der Maschine auf die erforderliche Temperatur gebracht wird.

    Weitere Kosteneinsparungen möchte das Forscherteam durch eine Herstellung der Mikro-Optiken auf Waferebene erzielen: Dazu werden viele identische Elemente in einem einzigen Umformschritt auf einem Glaswafer produziert. Erst später werden die gepressten Faserkoppler, wie in der Mikroelektronik-Waferfertigung üblich, voneinander getrennt. Das Team untersucht in diesem Projektabschnitt auch, wie sich die Effizienz des Herstellungsprozesses und der nachfolgenden Fertigungsschritte weiter verbessern lässt.

    Über die Herstellung der Faserkoppler hinaus betrachten die Projektpartner auch die Montage der Mikrobauteile: Anhand von Testmodulen werden alle Fertigungschritte im Zusammenhang der gesamten Prozesskette überprüft und die Bauteile in einer realen Netzwerkumgebung getestet.

    Das dreijährige Forschungsprojekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Programms »Photonikforschung Deutschland« gefördert.

    Projektpartner

    - Aixemtec GmbH, Herzogenrath
    - aiXscale photonics UG, Köln
    - GD Optical Competence GmbH, Sinn
    - Lehrstuhl für integrierte Photonik der RWTH Aachen
    - Mellanox Technologies, Ltd., USA
    - son-x GmbH, Aachen


    Wissenschaftliche Ansprechpartner:

    Robert Michels M.Sc.

    Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT
    Steinbachstraße 17
    52074 Aachen
    www.ipt.fraunhofer.de


    Weitere Informationen:

    http://www.ipt.fraunhofer.de/de/presse/Pressemitteilungen/20190704-integrierte-f... Hier finden Sie diese Pressemitteilung und druckfähiges Bildmaterial.


    Merkmale dieser Pressemitteilung:
    Journalisten
    Elektrotechnik, Informationstechnik, Maschinenbau, Physik / Astronomie
    überregional
    Forschungsprojekte
    Deutsch


    Hilfe

    Die Suche / Erweiterte Suche im idw-Archiv
    Verknüpfungen

    Sie können Suchbegriffe mit und, oder und / oder nicht verknüpfen, z. B. Philo nicht logie.

    Klammern

    Verknüpfungen können Sie mit Klammern voneinander trennen, z. B. (Philo nicht logie) oder (Psycho und logie).

    Wortgruppen

    Zusammenhängende Worte werden als Wortgruppe gesucht, wenn Sie sie in Anführungsstriche setzen, z. B. „Bundesrepublik Deutschland“.

    Auswahlkriterien

    Die Erweiterte Suche können Sie auch nutzen, ohne Suchbegriffe einzugeben. Sie orientiert sich dann an den Kriterien, die Sie ausgewählt haben (z. B. nach dem Land oder dem Sachgebiet).

    Haben Sie in einer Kategorie kein Kriterium ausgewählt, wird die gesamte Kategorie durchsucht (z.B. alle Sachgebiete oder alle Länder).

    Cookies optimieren die Bereitstellung unserer Dienste. Durch das Weitersurfen auf idw-online.de erklären Sie sich mit der Verwendung von Cookies einverstanden. Datenschutzerklärung
    Okay