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Eine bedruckte Folie mit Maßangaben. © ITA (Quelle)

Gedruckte Lichtwellenleiter auf flexibler Polymerfolie

Messstation

Sensitive Folie mit großer Zukunft

Am Produktionstechnischen Zentrum der Leibniz Universität Hannover (PZH) steht Wissenschaftlern ein einzigartiger Messplatz für die Forschung an neuartigen flächigen Lichtwellenleitern zur Verfügung.

Beim klassischen Glasfaserkabel ist es ganz einfach, die Dämpfung – den Lichtverlust pro Strecke – zu messen: An beiden Enden des Kabels wird ein Messadapter aufgeschraubt, um an einer Standardstation zu messen, wie viel des hineingeschickten Lichts unterwegs verlorengeht. Die Lichtwellenleiter, die am Institut für Transport- und Automatisierungstechnik am PZH entwickelt werden, lassen sich aber nirgends aufschrauben und auch nicht wie ein Kabel aufwickeln. Sie werden vielmehr als Polymerstrang per Kanüle auf beliebig geformte Flächen appliziert oder mit einer umgerüsteten Offset-Druckmaschine auf große Folien gedruckt.

Mikrometergenaue Platzierung

Das Spektrum möglicher Anwendungen der neuen Lichtwellenleiter ist groß. Erste Voraussetzung ist, dass ihre Eigenschaften verlässlich messbar sind. Daher haben die beiden Ingenieurwissenschaftler Michael Dumke und Tim Wolfer vom Institut für Transport- und Automatisierungstechnik (ITA) jetzt eine Messstation mitentwickelt, die der ganzen Bandbreite der am Institut erforschten Lichtwellenleiter gerecht wird. Basierend auf ihren Anforderungen und ihrer Konstruktion hat der Industriepartner "TSO Thalheim Spezialoptik" eine Station gebaut, die in dieser Form einzigartig sein dürfte. "Ein Hexapod sorgt dafür, dass der Lichtwellenleiter, egal ob er auf einer Folie oder einer dreidimensionalen Fläche verläuft, mikrometergenau platziert wird", schwärmt Wolfer, "und wir können, während wir Licht in den Wellenleiter einkoppeln, gleichzeitig dessen Querschnitt über ein Mikroskop perfekt justieren."

Wie eine künstliche Haut

Finanziert wurde die Messstation aus Mitteln des Sonderforschungsbereichs "Transregio 123 – Planare Optronische Systeme" (PlanOS), der 2013 mit der Leibniz Universität Hannover als Sprecherhochschule gestartet ist und von der Deutschen Forschungsgemeinschaft in der ersten Förderperiode mit zehn Millionen Euro finanziert wird. Institutsleiter und PlanOS-Sprecher Prof. Ludger Overmeyer hat sich sehr für den neuen Messplatz eingesetzt. Für die sensitive Folie mit ihren aufgedruckten Lichtwellenleitern, die im Sonderforschungsbereich entwickelt wird, findet er ein anschauliches Bild: Sie sei wie eine künstliche Haut, die von optischen Nervenbahnen durchzogen werde. Dieser Haut prophezeit er eine große Zukunft: "Optische Systeme erzeugen keine Funken, werden nicht durch elektromagnetische Wellen gestört und sind außerdem leichter als bisherige Lösungen. Und sie werden sich günstig herstellen lassen."

Überwachung von Flugzeugtragflächen

Tim Wolfer arbeitet bei PlanOS mit und nutzt bereits den neuen Messplatz. "Wir sind noch bei den Grundlagen, aber man kann sich zum Beispiel vorstellen, dass diese Folien, die mit ihren Lichtwellenleitern Druck, Dehnung, Temperatur oder auch Feuchtigkeit auf optischem Wege registrieren, später genutzt werden, um die Temperatur von Batterien in Elektroautos oder den Zustand von Flugzeugtragflächen zu überwachen. Der Messplatz ist sozusagen unser Auge in diese Welt der künftigen Lichtwellenleiter."