EU-finanzierte Forscher entwickeln neue Kunststoff-Lichtwellenleitertechnologie
Im Technologiebereich sind Kunststofflichtwellenleiter (Plastic Optical Fibre - POF) weiter auf dem Vormarsch. Eine Schlüsselrolle für ihren Erfolg hat das von der EU finanzierte Projekt POLYCOM ("Plastic optical fibres with embedded active polymers for data communications"). POLYCOM wurde mit 1,55 Millionen EUR unter dem Themenbereich "Technologien für die Informationsgesellschaft" (Information Society Technologies, IST) des Sechsten Rahmenprogramms (RP6) der EU finanziert und hat den Einsatz von POF in optischer Datenverarbeitung, Ultra-High-Speed-LANs (lokale Netzwerke mit sehr hoher Geschwindigkeit) und neuen Sensorvorrichtungen gefördert. POF für Datenübertragung ist als Verbraucherversion von Glaslichtwellenleitern bekannt und wird in den Fernverbindungsleitungen weltweiter Telekommunikationsnetze verwendet. Flexible Kunststofffasern aus Polymethylmethacrylat (PMMA) mit einem Millimeter Kerndurchmesser sind einzigartig, denn ihre Herstellungskosten sind gering, ihre Installation ist einfach und störungsfrei und ihre Lichtübertragung lässt sich sicherer und leichter als Infrarotversionen warten. Der Nachteil ist ihre Einsatzbeschränkung auf Datenübertragungen für Kurzstrecken und mit niedriger Geschwindigkeit. "Die Anwendungsbereiche für POF und die als Grundlage dafür dienende optische Technologie sind breit gefächert, und ihre Weiterentwicklung über den derzeitigen Stand der Technik hinaus könnte für viele verschiedene Branchen in den nächsten Jahren von Vorteil sein", erklärte POLYCOM-Koordinator Guglielmo Lanzani von der Technischen Universität Mailand in Italien. Das POLYCOM-Konsortium besteht aus sechs Partnern aus Deutschland, Italien, Portugal und dem Vereinigten Königreich und schaffte es, den ersten vollständig optischen Hochgeschwindigkeitsschalter für POF-Netze überhaupt zu entwickeln. Dieses bahnbrechende Resultat wird den Forschungs- und Industriebedarf für schnelle optische Datenübertragung ankurbeln. Die Projektpartner testeten die Technik, indem sie zwei Lichtstrahlen aus einer Einzelpuls-Laserquelle in einem speziellen Kunststofflichtleiter verwendeten. Die physikalischen Eigenschaften des Kunststoffwellenleiters wurden mit fotoaktiven Polymeren zur Abänderung der Photonenübertragung chemisch abgewandelt oder dotiert. Den Forschern zufolge konnte ein Lichtimpuls zum Aufheben des anderen Lichtimpulses genutzt werden, da sie die Lichtimpulse in Raum und Zeit überlagerten. Letztendlich konnten sie ihn so von ein auf aus schalten und ein Datensignal übertragen. Außerdem konnte die Lichtabschaltung durch die spezifischen Eigenschaften des dotierten POF innerhalb von nur einigen hundert Femtosekunden (eine Femtosekunde entspricht einem Milliardstel eines Millionstels einer Sekunde) umgekehrt werden. "Dadurch werden nicht nur Datenübertragungsraten in POF-Netzen erhöht. Es könnte auch für Zeitmultiplexverfahren (TDM) zur Vergrößerung der Bandbreite optischer Netze über die mit modernen Wellenlängenmultiplex-Techniken möglichen hinaus genutzt werden", so Professor Lanzani. Wie die Partner berichteten, war der von ihnen für den vollständig optischen Schalter verwendete dotierte POF das Polyfluoren F8BT. Zudem gelang ihnen die Entwicklung mehrerer neuer Typen von dotiertem POF. "Insgesamt haben wir fünf oder sechs neue Materialgenerationen entwickelt und geprüft, was unter Verwendung unterschiedlicher Chemikalien zum Dotieren erfolgte, um deren optische Eigenschaften zu verbessern und eine sehr gute Dispersion des Dotiermittels im Polymer in verschiedenen Fällen zu erreichen", berichtete der Projektkoordinator. "Jedes Material hat verschiedene Eigenschaften, die es für verschiedene Anwendungen geeignet macht." In Forschung und Industrie wird derzeit die Nutzung von POF für die Entwicklung neuer Sensorvorrichtungen geprüft.