Die innovative Technologie verbessert die gängige Infrastruktur zum hoch-breitbandigen optischen Datenaustausch in Datenzentren. Das Institut für Integrierte Photonik (IPH) der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule (RWTH) Aachen leitet das Verbundprojekt EFFICIENTlight – Effiziente Faser-PIC-Kopplung mittels Glasumformung auf Wafermaßstab. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Vorhaben mit 1,9 Millionen Euro.
Beim hoch-breitbandigen optischen Datenaustausch zwischen einzelnen Rechenknoten in modernen Datenzentren basiert die Infrastruktur bislang primär auf multi-modalen optischen Glasfaserverbindungen. Aufgrund der steigenden Nachfrage nach höheren Datenraten und längeren Übertragungsstrecken strebt die Industrie eine mono-modale Optik an. Eine wesentliche Herausforderung besteht hier in der Anbindung der Glasfaser an die elektro-optischen Wandler, die jeweils am Anfang und Ende einer optischen Verbindungsstrecke eingesetzt werden. Die dafür notwendigen Mikro-Optiken sind nur wenige Millimeter groß und erfordern sowohl bei der Fertigung als auch beim Aufbau eine extreme Präzision. Das macht sie zu einem wesentlichen Kostenfaktor: Bis zu 50 Prozent der gesamten Herstellungskosten entfallen auf die Faserkopplung.
Neuartige kosteneffiziente Technologie mit hoher Präzision
Im Rahmen des vom BMBF geförderten Verbundprojekts EFFICIENTlight soll eine Glasumformungstechnologie zur Herstellung dieser Mikro-Optiken entwickelt werden. Sie basiert auf dem Präzisionsblankpressen, bei dem ein Glasrohling mithilfe eines Stempels in die gewünschte Form gebracht wird. Dabei sind Formen mit einer Präzision im Mikrometer-Maßstab möglich. Damit die Lösung auch kosteneffizient sein kann, wird als zweites wesentliches Forschungsziel die Herstellung der Mikro-Optiken auf Waferebene verfolgt. Hierbei werden viele gleiche Elemente parallel in einem Umformungsschritt produziert und anschließend, wie in der Mikroelektronik-Waferfertigung üblich, vereinzelt. In einem letzten Schritt sollen Testmodule aufgebaut und in einer realen Netzwerkumgebung getestet werden.
Verbund aus KMU, Industrie- und Forschungspartnern
Am Forschungsvorhaben beteiligt ist ein Verbund aus industriellen Partnern (Mellanox Technologies, Ltd.), klein- und mittelständischen Unternehmen (GD Optical Competence GmbH, Aixemtec GmbH, son-x GmbH, aiXscale photonics UG) und Forschungspartnern (Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT, Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule (RWTH) Aachen). Die komplementären Kompetenzen der Verbundpartner decken die komplette Wertschöpfungskette vom optischen Design über die Herstellung und den Aufbau bis hin zum Test in einer realen Netzwerkumgebung ab und versprechen eine effektive Umsetzung der Projektziele. Somit sichert das Projekt die technologische Innovation und neue Arbeitsplätze am Standort Deutschland.
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Kurzvorstellung des Projekts EFFICIENTlight
Förderinitiative Miniaturisierte optische Systeme hoher Integrationsdichte