Die optische Datenübertragung wird in der „Agenda Photonik 2020“ als Schlüsseltechnologie der Zukunft benannt. Diverse Studien und Roadmaps, wie etwa die „International Technology Roadmap for Semiconductors 2.0” oder die „IPC International Technology Roadmap for Electronic Interconnections”, zeigen deren große Tragweite auf. Hierbei wird vorrangig auf das jährliche Wachstum der zu übertragenden Datenmengen eingegangen und die Bedeutung der optischen Datenübertragung auf Kurzstrecken wird betont. Im Bereich der Fertigungstechnik werden eine erhebliche Steigerung der Kosteneffizienz sowie eine technische und gestalterische Konvergenz von Photonik und Elektronik als wesentliche Entwicklungsziele genannt.

Auf dieser Basis startete im Jahr 2015 die Forschergruppe OPTAVER (Optische Aufbau- und Verbindungstechnik für baugruppenintegrierte Bussysteme). Hierbei werden die Modellierung, die Simulation und die additive Fertigung polymerer Lichtwellenleiter auf flexiblen Foliensubstraten als optisches Bussystem und deren Verbindung durch asymmetrische Buskoppler untersucht. In der ersten Förderperiode konnten die Erforschung der einzelnen Systembestandteile wie geplant in einer planaren Ausführung umgesetzt und das Zusammenwirken demonstriert werden. Zudem entstanden zahlreiche nationale und internationale Veröffentlichungen im Rahmen renommierter Fachkonferenzen, wie beispielsweise der „SPIE Optics+Photonics in San Diego“ sowie in angesehenen Journals, wie etwa im IMAPS „Journal of Microelectronic and Electronic Packaging“ sowie in den „CIRP Annals“, welche mehrfach mit Auszeichnungen geehrt wurden.

Wie bereits zu Beginn der Forschergruppe geplant, soll nun in der zweiten Förderperiode der Übergang von einer planaren zu einer dreidimensionalen Ausführung des optischen Bussystems untersucht werden, um die Integrationsdichte weiter zu erhöhen und die Gestaltungsfreiheit technischer Produkte zu erweitern. Die dadurch entstehenden, dreidimensionalen opto-mechatronisch integrierten Bauteile (3D-Opto-MID) ermöglichen eine kombinierte mechanische, elektrische und optische Funktion und adressieren vielfältige Anwendungen in den Bereichen Automobil, Luftfahrt und Industrie 4.0. Als Ziel der zweiten Förderperiode wird die Realisierung einer dreidimensionalen Übertragungsstrecke mit einer Bandbreite von mehr als 10 GBit/s (entspricht 400 parallelen 4K- Videosignalen) definiert. Basierend auf den Ergebnissen der ersten Förderperiode sollen dazu in den kommenden drei Jahren Lösungen erforscht werden, die eine Modellierung, Simulation sowie eine additive Herstellung und flexible Kopplung von Wellenleitern auf konditionierten Substraten in 3D ermöglichen. Aus dieser Aufgabenstellung ergeben sich neue wissenschaftliche Fragestellungen, welche wie in der ersten Förderperiode in einem standortübergreifenden Kompetenzaustausch zwischen der Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, der Leibniz Universität Hannover und der TU Dresden bearbeitet werden sollen.

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