Forschung 26.11.2018, 15:29 Uhr

Lichtwellenleiter aus dem Drucker

Russische Forscher haben optoelektronische Bauteile mit Hilfe eines Tintenstrahldruckers hergestellt. Die Schweizer IQDemy testet das Verfahren bereits.
Inspektion von 3D-gedruckten Wellenleitern
(Quelle: ITMO)
Wellenleiter, in denen Laserpulse Daten mit Lichtgeschwindigkeit übertragen, sollen jetzt mit Tintenstrahldruckern hergestellt werden - zumindest wenn es nach Forschern der ITMO University geht. Die Vorteile: Man benötigt keine komplexe Ausrüstung, um diese Bauteile herzustellen. Und man kann sie mit genau den Spezifikationen produzieren, die im Einzelfall gefragt sind.

Druck statt Photolithografie

Daten werden heute zumindest auf Langstrecken mit Lichtwellenleitern übertragen. Es gibt sogar unzählige interkontinentale Verbindungen. Manchmal erreichen sie sogar einzelne Haushalte, die damit ultraschnelles Internet nutzen können. Selbst innerhalb von besonders leistungsfähigen Computern werden Daten optisch übertragen. Weil die elektronischen Geräte immer kleiner werden, müssen die Lichtwellenleiter ebenfalls schrumpfen.
Derzeit werden solche optischen Leiter mit teuren und komplexen Techniken hergestellt, wie der Photolithografie, die auch bei der Herstellung von Chips genutzt wird, oder der Laser-Ablation. Dabei wird das Material, das auf einer Unterlage abgeschieden werden soll, per Laser so stark erhitzt, dass sich ein Plasma bildet. Dieses gasähnliche Material legt sich als hauchdünne Schicht auf die Unterlage.

Schweizer Firma testet

Der Druck von Wellenleitern beginnt mit der Herstellung einer Spezialtinte, die im Wesentlichen aus Nanopartikeln aus Titandioxid besteht. Dieses Material gewählt haben Anastasiia Klestova und Alexander Vinogradov, weil es einen hohen Brechungsindex hat. Das reduziert die Verluste an Lichtstärke. Dazu kommen Lösungsmittel und oberflächenaktive Materialien, die für einen optimalen Fluss der Opto-Tinte sorgen. Die Flüssigkeit wurde dann in die Patrone eines Tintenstrahldruckers gefüllt, der die gewünschten Wellenleiter auf einer Unterlage abscheidet.
«Der grosse Fortschritt unserer Methode ist ihre Einfachheit und die Nutzbarkeit in industriellen Prozessen», sagt Klestova. Erste industrielle Tests mit dem Schweizer Druckspezialisten IQDemy waren erfolgreich. Die Forscher wollen sich mit ihrer Methode nicht auf die Produktion von Wellenleitern beschränken. Sie denken daran, auch andere optische Komponenten mit dieser einfachen und günstigen Technik herzustellen.

Autor(in) Wolfgang Kempkens, pte


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