Beste Verbindungen: Die Vernetzung optischer Bauelemente
Von der schnellen Datenübertragung durch Glasfasernetze sollen auch private Nutzer profitieren. Damit die Informationen in jeden Haushalt gelangen, müssen die Netze verzweigen. Doch Glasfasern lassen sich nicht so einfach verlöten oder mit optischen Bauteilen wie Filtern oder Lasern verbinden. Der Licht leitende Kern der Faser hat nur einen Durchmesser von einer Zehntel Haaresbreite und die störungsfreie und effiziente Übertragung der Lichtwellen hängt entscheidend davon ab, wie präzise die Verbindungsstellen sind.
„Fibre to the Home – das ist das Stichwort“, sagt Christian Kutza, Geschäftsführer des Unternehmens FOC-Fibre Optics Components in Adlershof. Gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Nachrichtentechnik, dem Heinrich- Hertz-Institut und weiteren Unternehmen aus Berlin hat FOC eine neue Verbindungstechnologie entwickelt. „Wir wollen große Stückzahlen zu weltmarktfähigen Preisen anbieten“, betont Kutza. Basis ist ein winziges Kunststoffboard mit ein mal drei Millimetern Kantenlänge. Es enthält integrierte Wellenleiter, die als Koppler zwischen Bauteil und Faser dienen. Um die Schnittkante der Faser genau senkrecht gegenüber dem Wellenleiter zu fixieren, wird eine U-Nut in das Board geätzt, in die die Faser präzise eingeklickt werden kann. „Einfach, aber sehr effektiv“, meint Kutza zufrieden. „Wir vermeiden Kleber im optischen Pfad und sparen aufwändige Justage und Nachkontrolle durch Messung.“ Bei FOC sind bereits Montageplätze aufgebaut und erste Bauteile wurden an Pilotprojekte verkauft.
Am Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM modifizierten Forscher um Stefan Schmitz die etablierte und kostengünstige Technologie des Drahtbondens. Damit werden optische Bauelemente durch kurze Polymerfasern untereinander oder mit einer Leiterplatte aus Kunststoff beschichtetem Glas verbunden. Das Bondwerkzeug drückt zunächst das eine Faserende parallel zur Platte an. Unter Zufuhr von Hitze und durch Ultraschall erzeugte Reibung werden die beiden Kunststoffe regelrecht verschweißt. Die Faser wird dann in einem kleinen Bogen zum nächsten Kontakt geführt, dort ebenso fixiert und dann abgeschnitten. „Wir haben die Prozessparameter wie Temperatur und Faserführung an die neuen, sehr empfindlichen Materialien angepasst. Die Verbindungsqualitäten unseres automatischen Bondens sind zu denen der bisherigen Verfahren vergleichbar“, resümiert Schmitz. Nun gelte es, Anwendungen in Sensorik und Datenübertragung zu demonstrieren und industrielle Reife zu erlangen.
von Uta Deffke