Optisches Rechnen mit Kunststofflichtwellenleitern
Viele der heute üblichen Photonikanwendungen von den IKT bis hin zum biomedizinischen Einsatz rufen nach kostengünstigen, flexiblen, leichten und robusten Lösungen. Organische Materialien stellen ideale Kandidaten mit exzellenten photonischen Eigenschaften dar, was bedeutet, dass sie - besser, als man je zu träumen wagte - Licht transportieren und Daten übertragen können. Aus Polymethylmethacrylat (PMMA) hergestellte flexible Kunststofffasern mit einem Kerndurchmesser von gerade mal 1\;mm sind preisgünstig zu fertigen, einfach zu installieren und übertragen Licht im sichtbaren Bereich, was im Gegensatz zu Infrarot die Wartung einfacher und sicherer macht. Diese Eigenschaften führen typischerweise zu einer geringen Bandbreite und hohen Dämpfung, wodurch deren Einsatzbarkeit auf das Senden von Daten über kurze Entfernungen mit relativ niedrigen Geschwindigkeiten eingeschränkt wird. Infolgedessen sind POF-Netzwerke meist als eine Alternative zu Kupferkabeln für die Datenubertragung auf kurzen Entfernungen oder auf der sogenannten letzten Meile verwendet worden. In Büros und Wohnungen haben sich POF zu einer beliebten Alternative für den Aufbau lokaler Netzwerke (LAN) entwickelt, während Kunststofffasern in Fahrzeugen das Kupfer zum Senden von Videosignalen an bordeigene Entertainmentsysteme oder zum Empfang von Sensordaten ersetzt haben. Polymere können außerdem in einer Vielzahl von Kunststofflaserelementen, in Verstärkern und auch zum rein optischen Schalten als aktive Schichten eingesetzt werden, um nur ein paar Anwendungsbereiche zu nennen. Das EU-Projekt "Plastic optical fibres with embedded active polymers for data communications" (Polycom) erzielte auf diesem Gebiet bereits mehrere Durchbrüche. Man konnte die Materialqualität verbessern, ein umfassenderes Verständnis der Photophysik gewinnen und die Basistechnologie vervollkommnen, wozu das ultraschnelle Schalten in Polymerverstärkern, konjugierte polymerdotierte Kunststofflichtwellenleiter und in der optischen Kommunikation eingesetzte DFB-Laser (Distributed Feedback Laser, dt.: Laser mit verteilter Rückkopplung) gehörten. Das Konsortium, darunter führende akademische Einrichtungen, konnte überdies mit neuen Geräten wie zum Beispiel optofluidischen Chips aufwarten, die ausschließlich zur Anwendung mit optischen Schnittstellen entworfen wurden. Die innerhalb des Projekts erzielten Durchbrüche werden die europäische Wettbewerbsfähigkeit auf dem Gebiet der organischen Optoelektronik, Nanoherstellung, Nanophotonik und Nanoelektronik auf zuverlässige Weise stärken. Die Forschungsarbeit kommt zielgerecht vielen der heutigen photonischen Anwendungen in den IKT und in der Biomedizin nach, wo kostengünstige, flexible, leichte und robuste Geräte benötigt werden.
