Forschungsprojekte
Laufzeit: | 01/2015 - 12/2017 |
Ansprechpartner FAPS: | Christopher Kästle |
Beteiligte Partner: | ODEM Universität Erlangen Nürnberg, IAVT TU Dresden, ITA Hannover |
Förderer: | DFG |
Mit Lichtsignalen in optischen Wellenleitern lassen sich schnell und weitgehend störungsfrei sehr große Datenmengen übertragen. Im industriellen und infrastrukturellen Bereich, z.B. in der Automobil- und Luftfahrtindustrie, steigt daher die Nachfrage, dieses Potential weiter auszuschöpfen. Wie sollen Produktionsprozesse aussehen, um Systeme, die Daten mittels Licht übertragen, am besten in bestehende Bauteile zu integrieren? Dies ist eine zentrale Frage an die aktuelle Forschung.
Bisher gibt es hierbei einige technische Begrenzungen. Zum Beispiel fällt es
schwer, das Signal im Lichtwellenleiter auf weitere Lichtwellenleiter derart zu
übertragen, dass in keinem Leiter das Signal verloren geht. Diese und weitere
Herausforderungen greift die neu eingerichtete, dislozierte DFG-Forschergruppe
„Optische Aufbau- und Verbindungstechnik für baugruppenintegrierte Bussysteme
(OPTAVER)“ auf, an der Forscher der Friedrich-Alexander-Universität
Erlangen-Nürnberg (FAU) wesentliche Aufgaben übernehmen.
Ein Teilprojekt der FAU untersucht die Möglichkeit, mit Hilfe des präzisen
Aerosol Jettings lichtleitende Materialien auf beliebig geformte Oberflächen
aufzudrucken. Die polymeren Grundstoffe für den Lichtwellenleiter werden hierzu
fein zerstäubt und mittels eines Luftstroms auf die tragfähige
Materialoberfläche aufgesprüht. So können beliebig geformte Oberflächen mit
Lichtwellenleitern versehen werden. Dies vereinfacht beispielsweise die Verbindung
von Geräten mit dem optischen Datenübertragungssystem, da diese mit den
Polymertinten einfach angedruckt werden können.
In einem weiteren Teilprojekt untersuchen die FAU-Forscher am Rechner, ob das
Lichtsignal die gewünschten Knotenpunkte störungsfrei erreicht. Hierzu wird
mithilfe des sogenannten Raytracings die Dämpfung des Lichtsignals innerhalb
einer spezifischen Leiterstrecke simuliert. In einem angeschlossenen
Konstruktionsprogramm können gezielt Optimierungen an dem dreidimensionalen
Verlauf der Lichtwellenleiter sowie deren Querschnittsverläufen vorgenommen
werden. Die Erkenntnisse zu geeigneten Geometrien für die erfolgreiche
Datenübertragung sollen in Design Regeln für Lichtwellenleiter einfließen, so
dass im späteren industriellen Einsatz keine erneute Simulation erforderlich
sein wird.
Im Rahmen des bundesweiten Forschungsprojektes OPTAVER arbeiten der Lehrstuhl
für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik (FAPS) sowie die
Arbeitsgruppe Optik-Design, Messtechnik und Mikrooptik (ODEM) vom Institut für
Optik, Information und Photonik daran, bestehende Probleme bei der
Signalübertragung in Bussystemen zu lösen. Weitere beteiligte Einrichtungen
sind das Institut für Transport- und Automatisierungstechnik der Leibniz
Universität Hannover, das Laser Zentrum Hannover und das Institut für Aufbau-
und Verbindungstechnik der Elektronik der Technischen Universität Dresden. Die
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) fördert hierzu die Forschergruppe OPTAVER
mit einer Fördersumme von 1,35 Millionen Euro über einen Zeitraum von drei
Jahren. Die Forschungsarbeiten starten im Januar 2015.