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Samstag, August 19, 2017
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Aktuelles aus der Angewandte Forschung

Elektromobilität, Materialien, Bionik, Medizintechnik, Erneuerbare Energien, Universität, Wissenschaft

Aus den Specials

  • Toolcraft unterstützt Hyperloop 2.0 Projekt der Warr e.V. an der TU München

    toolkraft0317 Die Idee des „Hyperloops“ stammt von Elon Musk, der nicht nur Paypal verwirklicht, sondern auch namhafte Firmen wie Tesla oder SpaceX gegründet hat. Jetzt geht der Traum vom schnellen Reisen in die nächste Runde: Dabei sollen Menschen in einer Kapsel mit Schallgeschwindigkeit (1200 km/h) in einer Vakuumröhre an ihr Ziel Weiterlesen
  • Würth Elektronik und Fela forschen gemeinsam an neuer Technologie

    wuerth0317 Trotz der der positiven Umsatzzuwächse innerhalb der Leiterplattenbranche ist davon auszugehen, dass die Konsolidierung noch nicht abgeschlossen ist. Leiterplattenhersteller müssen sich dem enormen Preisdruck asiatischer Hersteller, den steigenden Herstellungskosten in Europa und dem angespannten globalen Wettbewerbsumfeld stellen. Seit Anfang des Jahres vereint daher Würth Elektronik und Fela eine Entwicklungskooperation zur Weiterlesen
  • Dünnringlager in künstlichem Kniegelenk und E-Bike mit Automatikgetriebe

    rodriguez0217 Dünnringlager von Rodriguez erreichen trotz Miniaturisierung eine vergleichbare Leistungsfähigkeit und Lebensdauer wie normale Wälzlager. So lässt sich mit ihnen die Getriebeeinheit im Kniegelenk eines Exoskelettes ohne komplizierte und platzraubende Hilfskonstruktionen lagern. Zudem kommen sie in einem Fahrrad mit Automatikgetriebe zum Einsatz. Weiterlesen
  • Positronen als neues Werkzeug für die Forschung an Lithiumionen-Batterien

    TUM0117 Forschungsbericht

    Akkus, deren Kathode aus einer Mischung aus Nickel, Mangan, Kobalt und Lithium besteht, gelten derzeit als die leistungsfähigsten. Doch auch sie haben eine begrenzte Lebensdauer. Schon beim ersten Zyklus verlieren sie bis zu 10 % ihrer Kapazität. Woran das liegt und was gegen den darauffolgenden schleichenden Kapazitätsverlust unternommen werden kann, Weiterlesen

  • Stuttgarter Forscher stellen extrem leistungsfähiges Linsensystem her

    nanoscribe0117 Forschungsbericht

    Adleraugen sind extrem scharf und sehen sowohl nach vorne, als auch zur Seite gut – Eigenschaften, die man auch beim autonomen Fahren gerne hätte. Physiker der Universität Stuttgart haben nun im 3D-Druck Sensoren hergestellt, die das Adlerauge auf kleiner Fläche nachbilden und das mit neuester 3D-Druck-Technologie von Nanoscribe realisieren.

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  • Prüfsystem für zukunftsweisende Composites-Forschung

    zwick10416 Im vergangenen Jahrzehnt hat sich die Professur Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung (SLK) der TU Chemnitz zu einer der führenden Forschungseinrichtungen auf dem Gebiet des Leichtbaus entwickelt. Um den steigenden Prüfbedarf in immer neuen Anwendungsfeldern für Composites-Materialien decken zu können, hat sich die Professur SLK für ein fortschrittliches Prüfsystem von Zwick Roell Weiterlesen
  • Li-Fi statt WLAN: High-speed mit Datenempfangsgarantie

    fraunhofer0416 Electronica Halle 4, Stand 113
    SPS IPC Drives Halle 2, Stand 500

    Li-Fi-Technologie, also die Nutzung von Licht zum Austausch sehr großer Datenmengen, könnte schon bald etablierte kabelgebundene oder funkbasierte drahtlose Übertragungstechniken in hoch automatisierten Produktionsumgebungen ergänzen oder sogar ablösen. Davon sind Entwickler am Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS in
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fraunhofer0313Glasfaser als optische Übertragungsmedien garantieren höchste Datenraten über weite Strecken und sind heute bei öffentlichen Kommunikationsnetzen konkurrenzlos. Um das Potenzial der Lichtwellenleiter voll zu nutzen, werden optische Schalter und Modulatoren eingesetzt, welche die verschiedensten optischen Signale bündeln und kanalisieren. Das Fraunhofer-Institut für Photonische Mikrosysteme IPMS in Dresden entwickelt optische Schalter und Modulatoren basierend auf elektrooptischen Wellenleitern in speziellen Flüssigkristallen. Diese Flüssigkristalle reagieren nicht nur besonders sensitiv auf elektrische Felder.

Die Möglichkeiten für den Einsatz faser-optischer Netze zur Übertragung von großen Datenmengen scheinen nahezu grenzenlos: Sie bieten hohe Bandbreiten, die Geschwindigkeiten von mehreren TBit/s zulassen. Zudem entstehen nur geringe Verluste, so dass das optische Signal nur in sehr großen Abständen verstärkt werden muss. Doch diese Möglichkeiten kommen nur zum Tragen, wenn es gelingt, die Bandbreite des Datennetzes durch beispielweise Zusammenführung, Trennung, Verstärkung und Abschwächung verschiedener faseroptischen Signale voll auszunutzen. Die Anforderungen an diese speziellen Techniken sind hoch. Die optischen Schalter oder Multiplexer, die hier eingesetzt werden, müssen schnell und zuverlässig schalten, eine große Anzahl von Schaltzyklen erlauben, auf unterschiedliche Kanäle anpassbar sein, sich durch geringe Einfügedämpfung und geringes Übersprechen auszeichnen und sich in verschiedenste Baugruppen integrieren lassen.

Die vom Fraunhofer IPMS in Dresden entwickelte Lösung ist hinsichtlich all dieser Faktoren sehr vielversprechend. Die optischen Schalter basieren auf elektro-optisch induzierten Wellenleitern in speziellen Flüssigkristallen. Entwicklungsleiterin Dr. Florenta Costache erläutert den Effekt, der dabei zum Einsatz kommt: »Mittels von außen angelegter elektrischer Felder werden große Anisotropien in einem eng begrenzten Raumbereich innerhalb einer Flüssigkristallschicht induziert. So lässt sich die Führung einer Lichtwelle entlang dieses Bereiches gezielt steuern.« Der hierdurch induzierte Wellenleiter erlaubt die Lichtführung mit Verlusten von lediglich 0.5 dB/cm. Das schnelle Schaltverhalten des Bauteils basiert auf dem elektrooptischen Kerreffekt der Flüssigkristalle, die unterhalb einer Mikrosekunde auf das elektrische Feld ansprechen. Die Bauelemente sind für 1550 nm Telekom-Wellenlänge konzipiert. Wenn gewünscht, kann das Bauelement für jede Wellenlänge vom sichtbaren bis in den infraroten Spektralbereich (400 bis 1600 nm) realisiert werden.

Hergestellt werden diese Bauteile mittels planarer Silizium-Wafer-Technologie. Das erlaubt hohe Stückzahlen und eine kostengünstige Produktion. Aufgrund des geradlinigen Designs bietet der Schalter bedeutende Vorteile in Bezug auf die Stabilität und Zuverlässigkeit des Schaltvorganges und die Integrierbarkeit in optische Bauelemente. Optische Kommunikationsnetzwerke sind daher keineswegs das einzige Anwendungsfeld für die elektrooptisch induzierten Flüssigkristallwellenleiter des IPMS. »Unsere Schalttechnik ist prinzipiell für alle komplexen optischen Systeme in Anwendungen wie der Datenverarbeitung, der Sensorik, Lasertechnologie oder Sicherheitstechnik prädestiniert,« erläutert Costache und nennt ein Beispiel: »In Brücken, Windenergieanlagen, Pipelines oder Schienenfahrzeugen werden einzelne optische Fasersensoren zu umfangreichen Sensornetzwerken zusammengefasst, um Änderungen in Temperatur, Druck, Feuchtigkeit, Beschleunigung, Vibrationen und Dehnungen auch unter widrigsten Bedingungen schnell und ortsgenau zu erkennen. Unsere elektrooptischen Schalter dienen dazu, die einzelnen Kanäle für die zyklische Auswertung den Analyseinstrumenten zuzuordnen.«

Auf der OFC/NFOEC 2013 in Anaheim, Kalifornien wird die Technologie der breiten Öffentlichkeit vorgestellt.

Bild: Demonstrator eines fasergekoppelten Flüssigkristall-Schalters mit zwei Schaltzuständen.


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Di Sep 12 @09:00 Risikobeurteilung gemäß Maschinenrichtlinie 2006/42/EG Veranstalter: Schmersal
Di Sep 12 @09:30 Funk als Trendthema in der Intralogistik und Industrie – Roadshow Veranstalter: Steute
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