Matthias Haupt - Wellenlängenmultiplex im sichtbaren Spektrum für optische Polymerfaser-Systeme

33,99 €

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Produktbeschreibung

Die Polymerfasertechnik für optische Datenübertragung hat sich in den letzten fünf Jahren sehr dynamisch entwickelt. Beginnend mit einfachen Übertragungsmöglichkeiten für den Consumerbereich, wie den digitalen Links zwischen DVD-Player und Vorverstärker im Heim- Multimediabereich (TOSLINK-System) mit Datenraten von einigen Mbit/s, hat sich die Technologie inzwischen im Heim- und Automotive-Bereich etabliert. Hier wird im sichtbaren Wellenlängenbereich POF (polymeroptische Faser oder optische Polymerfaser) und LEDTechnik eingesetzt, da für diese Anwendungsgebiete die Bauteile möglichst kostengünstig für den Endanwender hergestellt werden müssen. Besondere Bedeutung erhalten aufgrund ihrer Stückzahl mobile Multimedia-Anwendungen im Automotive-Bereich. Neben der höheren Datenrate und der damit verbesserten Integration multimedialer Anwendungen in den Automobilen werden zudem erhebliche Gewichtsreduzierungen des Kabelbaums realisiert. Aus diesen Gründen findet die optische Datenübertragung über POF zunehmend im Nahbereich Anwendung, wie beispielsweise in der Büro- und Haus-Kommunikation, bei Produktionseinrichtungen, in der Medizintechnik oder in Bus-Systemen für Autos, Züge und Flugzeuge. Die eigenen Forschungsergebnisse sind dabei auf die Standard-POF (SI-POF) ausgerichtet, welche aus PMMA (Polymethylmethacrylat) gefertigt werden, einen Kerndurchmesser von 0;98mm aufweisen und ein Bandbreitenlängenprodukt von 50MHz£100m besitzen. Der Brechungsindex ist dabei über den gesamten Kernquerschnitt konstant. Dieser Typus ist der am preiswertesten herzustellende und wird daher in der überwiegenden Anzahl aller kommerziellen Anwendungen verwendet. Die Vorteile der SI-POF liegen in der weiten Verfügbarkeit, dem sehr geringen Preis, dem günstigen Dämpfungsverhalten im sichtbaren Wellenlängenbereich und einer sehr hohen numerischen Apertur, die eine einfache und effektive Lichtein- und -auskopplung ermöglicht. Im Gegensatz zu den meist sehr teuren Versuchen, die POF über Spezialfasern zu einer höheren Bandbreite hin zu optimieren, zielt die hier vorgestellte Arbeit auf den Einsatz, der im Bereich der Glasfasertechnik etablierten Wellenlängenmultiplextechnik. Damit ist eine verbesserte Nutzung der gesamten spektralen Bandbreite der SI-POF verbunden, ohne dabei die Fasereigenschaften ändern zu müssen. Es kann mithilfe mehrerer farblich unterschiedlicher Sender und Empfänger die Bandbreite der SI-POF um ein Vielfaches erhöht werden. Die Kanäle werden dabei mit einfachen Mitteln der Spektralanalyse zusammengefasst (MUX) und getrennt (DEMUX). Es ist also notwendig, für den Einsatz des WDM-Verfahrens neuartige Schlüsselbauteile zu entwickeln, welche eine Bandbreitenerhöhung erreichen können. In der Arbeit werden verschiedene Ansätze diskutiert, um diese Bauteile effzient und kostengünstig zu realisieren. Ziel ist die Einführung des Wellenlängenmultiplexverfahrens für die Kurzstreckenkommunikation über POF. Dabei ist es erforderlich, diese Schlüsselbauteile zu massenmarktkompatiblen Preisen herzustellen. Diese Schlüsselelemente werden dabei mithilfe eines optischen Simulationsprogrammes effektiv designt, entwickelt und optimiert. Es wird vor allem auf die Optimierung der Strahlf ührung und damit verbunden auf die Verringerung der Einfügedämpfung des Bauteiles geachtet. Weiterhin fließen in das Design die Randbedingungen für mögliche massentaugliche Herstellungsverfahren mit ein.