Multimode polymeric Y junctions for star couplers in backplane optical interconnect

Optische Backplanes für Avionik und Telekommunikation (Optical Backplanes for Avionic and Telecommunications)

Für Anwendungen in der Luft- und Raumfahrt wurde eine optische Backplane, basierend auf Multimode-Polymerwellenleitern, entwickelt. Über die ursprünglich geplanten Anwendungen hinaus ergeben sich auch Einsatzmöglichkeiten im Bereich der Telekommunikation. Die Modendispersion der Multimodewellenleiter kann für Übertragungslängen bis zu 1 m und Datenraten bis zu 10 Gbit/s vernachlässigt werden. Die Wellenleiter können mit einem sequenziellen Verfahren (Direktschreiben) auf großen Substraten (Aluminiumblechen, FR4 und andere) hergestellt werden. Verzweiger und Koppler lassen sich mit dem selben Verfahren herstellen. Die Wellenleiter haben eine geringe Dämpfung (0,04 dB/cm bei 850 nm) und hohe Temperaturstabilität (>250 °C). Als Sendeelemente werden Laserdioden mit Vertikalresonatoren (VCL, VCSEL) mit einer Wellenlänge von 850 nm verwendet. Die Wellenleiterquerschnitte liegen etwa im Bereich von 250μm×250μm bis 100μm×100μm. Datenraten bis zu 10 Gbit/s wurden erfolgreich bei einer Wellenleiterlänge von über 100 cm getestet. Für den Übergang zwischen Leiterkarten und Backplane wird eine Freiraumübertragung mit aufgeweitetem Strahl verwendet, wodurch große Justagetoleranzen erreicht werden. Der gesamte Verlust zwischen Sender und Empfänger liegt typischerweise zwischen 2 bis 8 dB, abhängig von der Wellenleiterlänge, Krümmungsradien und Zahl der Wellenleiterkreuzungen.