EFFICIENTlight - Effiziente Faser-PIC-Kopplung mittels Glasumformung auf Wafermaßstab

Entwicklung einer neuartigen Technologie zur mono-modalen Glasfaserkopplung

Projektlaufzeit: 1.2.2019 – 31.1.2022

Aufgrund der steigenden Nachfrage nach höheren Datenraten und längeren Übertragungsstrecken strebt die Industrie eine mono-modale Optik an, bei der nur noch eine einzelne Lichtmode zur Datenübertragung notwendig ist und die eine deutliche Verbesserung der gängigen Infrastruktur darstellt. Die dafür benötigten Mikro-Optiken zur Kopplung von photonischen integrierten Schaltkreisen (PIC) mit Lichtleitfasern sind jedoch nur wenige Millimeter groß und erfordern sowohl bei der Fertigung als auch bei der Montage eine extreme Präzision. Das macht sie zu einem wesentlichen Kostenfaktor: Bis zu 50 Prozent der gesamten Herstellungskosten entfallen auf die Faserkopplung.

Im Rahmen des Projekts »EFFICIENTlight - Effiziente Faser-PIC-Kopplung mittels Glasumformung auf Wafermaßstab«, das im Verbund aus RWTH Aachen, Fraunhofer IPT und Industriepartnern umgesetzt wird, entwickeln die Projektpartner eine neuartige Technologie zur effizienten Glasfaserkopplung mittels replikativer Glasumformung. Die Expertise der Projektpartner deckt alle notwendigen Teilschritte zur Entwicklung mono-modaler Glasfaserverbindungen ab – vom optischen und elektrischen Design der Koppler und PICs über die Prozesstechnologie und Werkzeugherstellung über die Aufbautechnologie bis hin zur Anwendung im System. Neben grundlegenden Fragen zur Systemarchitektur, zum Prozessdesign und zur Werkzeugherstellung werden auch praktische Fragen zur Modulintegration gelöst.

Am Fraunhofer IPT sollen Glasumformungstechnologien zur Herstellung der Mikro-Optiken entwickelt werden. Neben dem isothermen Prozess des Präzisionsblankpressens wird auch das effizientere nichtisotherme Glasumformen untersucht. Als zweites wesentliches Forschungsziel wird die Herstellung der Mikro-Optiken auf Waferebene verfolgt. Hierbei werden viele baugleiche Elemente parallel in einem Umformungsschritt produziert und anschließend, wie in der Mikroelektronik-Waferfertigung üblich, vereinzelt. Dies hat das Potenzial, die Effizienz des Herstellungsprozesses sowie der nachfolgenden Fertigungsschritte zu steigern. In einem letzten Schritt sollen Testmodule aufgebaut und in einer realen Netzwerkumgebung getestet werden.
 

Projektpartner

Industriepartner

  • Mellanox Technologies, Ltd.
  • GD Optical Competence GmbH
  • Aixemtec GmbH
  • aiXscale photonics UG
  • son-x GmbH

Forschungspartner

  • Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT
  • RWTH Aachen University, Fakultät Elektrotechnik und Informationstechnik
     

Projektförderung

Das Forschungsvorhaben wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Programms Photonikforschung Deutschland gefördert.