Seit den frühen 1970er Jahren hat die Nachfrage nach höherem Kommunikations- und Informationsverkehr dazu geführt, dass das optische Glasfasernetzwerk Burgeon. Tatsächlich umfasst das moderne Glasfasernetz ein großer Teil des Internet -Rückgrates. Dies schließt Fernkabinenkabel, die optische Fasern enthalten, die unter dem Meer und durch unterirdische Leitungen geleitet werden-optische Fasern ein, die die Rechenzentren auf der ganzen Welt verbinden und Glasfaser ins Büro (FTTO) und Glasfaser nach Hause bringen (FTTH).
In den letzten Jahren war das Wachstum der Glasfaserindustrie noch explosiver. Die Glasfasertechnologie hat sich zu Kurzstreckenverbindungen zwischen Geräten wie Computernetzwerk, hochauflösenden Fernsehern, Motherboards und Geräten innerhalb von Computern erweitert. Die optische Glasfaser, die für Multimode und Singlemode in hohem Maße konstruiert ist, hat sich weiterentwickelt-ebenso wie die meisten plastischen optischen Fasern, die für die Kommunikation mit sehr schädlichen Distanz verwendet werden. Viele Unternehmen haben zur Verbreitung der Verwendung und Formen von Glasfasern beigetragen, einschließlich (um nur einige) Alcatel, AT & T, Ciena, Cisco, Corning, Finisar, JDS Uniplhease, Lucent Technologies und Tyco.
Die Herstellung von Glasfaserkabeln für die enorme Vielfalt des Fasernetzes ist eine milliardenschwere Branche. Glasfaserkabel - sowohl im Freien als auch in den Innenkabinen und mit den Interlinks - müssen eine Vielzahl von benutzerdefinierten Formfaktoren annehmen, um alle verschiedenen Arten von Verbindungen zu erreichen, die benötigt werden. Ein typisches Glasfaser -Patch -Kabel ist eine Glasfaser, die an beiden Enden mit Anschlüssen (wie SC, LC und MTS) beendet wird, wodurch das Patch -Kabel schnell und zuverlässig mit anderen funktionellen Geräten wie optischen Schaltern verbunden ist, die sich schnell und zuverlässig anschließen können, wie z. B. optische Schalter, Optische Kupplungen, Verstärker und WDMs. Die Technologie der Glasfaserabschluss umfasst Spezialpoxien, Spiegelpolieren, Inspektion und Test auf Kontinuität und Leistung.
Die Entwicklung von Polymerwellenleitern als alternative Lösung
In den frühen 1980er Jahren sahen die Ingenieure von DuPont die Notwendigkeit einer leichter produzierten, maßgeschneiderten Glasfaserbaugruppe vor. 1985 zeigten sie einen Wellenleiter, der in einem Polymerfilm fotografiert war. Zwischen 1985 und 1998 entwickelte DuPont eine Technologie-und später das Unternehmen optische Interlinks (Öl) ausstößt, um leistungsstarke, kostengünstige und herstellbare optische Datengeräte zu erzielen.
Die Technologie verwendet einen Polymer-Wellenleiter: einen flexiblen, selbsttragenden Polymerfilm, der unter Verwendung eines Fotomatenprozesses entwickelt wurde und eine schnelle Vervielfältigung ermöglicht. Zu den produzierbaren Merkmalen gehören Splitter/Kombinationen, abgestufte oder Step -Indexprofile und optische Mischungen. Leichter integriert sind 90-Grad-Verbindungen mit E/A-Spiegeln, Spiegel-/Oberflächenreflektoren und anderen optischen Oberflächen. Diese Technologie ermöglicht hochkomplizierte optische Sonden und Sensoren. Durch die Verwendung von Matrixprozessen können optische Sensoren auch unter Verwendung dieser Art von Prozess erzeugt werden, bei der zwei sich überschneidende Fasern die optische Leistung übertragen, wenn der Druck ihre Wellenleiterpfade verzerren und so eine „Überall“ -Funktion erzeugen. Niedrigkostbare Sensoren im Matrixformat könnten Massen erzeugt werden, die leicht Druckpunkte messen, analog zu der Hält einer Hand mit Palmen und Fingerpolstern.
Dieser automatisierte Prozess könnte hochvolumige Anwendungen für Kurzstreckenkommunikation wie den Automobildatenbus ermöglichen. Wenn Autos immer komplexer werden, ist die Verwendung von hoch reproduzierbaren Kunststoff -Glasfaserbussystemen, die in Mengen von Tausenden (oder Hunderttausenden) kostengünstig zu reproduzieren sind. Bei der Erforschung dieses Themas beinhaltete der Teil meines Prozesses die Kontaktaufnahme mit Wayne Kachmar über sein Unternehmen, technische PS -Beratung, für die Beratung über die Polymer -Wellenleiter -Technologie für optische Interlinks (Oil). Die Erfahrung von Herrn Kachmar - über 38 Jahre lang faserfaserkabel, testen, Spezifikationserstellung und -installation - gab mir zusätzlichen Einblicke in übergreifende Branchentrends und spezifische Möglichkeiten in dieser Technologie. Laut Wayne Kachmar, Experte des optischen Kabels, könnten Polymer -Wellenleiter aus den oben genannten Gründen eine konkurrierende Technologie in der Automobilindustrie sein.
Denken Sie daran, dass Polymerwellenleiter keine neue Technologie sind. Zwischen 1993 und 1997 unterstützte die Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) ein Projekt, bei dem optische Verknüpfungen das flexible Polymer -Wellenleiter -Array zwischen PD/VCSELS und der Organisation Parallel optischer Verknüpfung bereitstellten. Ein weiteres Projekt folgte mit DARPA, einem US -Verteidigungsministerium. Zahlreiche Veröffentlichungen, lieferte Prototypen und Werbung aus DARPA -Projekten, führten zu Marktbewusstsein und Interesse an Polymerwellenleitern. In 30 Jahren der Arbeit mit dieser Technologie hat optische Interlinks viele Feinheiten der Fotochemie dieses Systems verstanden, um die Leistung der erstellten optischen Geräte weiter zu verfeinern.
Warum hat diese Technologie nicht in der Glasfaserindustrie erfasst?
Polymer -Wellenleiter haben es gelungen, Interesse zu wecken, und einige Unternehmen haben diese sich entwickelnde Technologie seit einiger Zeit beobachtet. Jede in einen Markt eingeführte Technologie muss eine Nische finden und ein Problem lösen. In welchen Bereichen könnte diese Technologie Probleme lösen? Wayne Kachmars Beratung mit mir enthielt einige der am besten geeigneten Anwendungen und Möglichkeiten, die hier aufgeführt sind:
- Computer-Motherboard-Anwendungen für Hochgeschwindigkeits-Computing
- Die Möglichkeit, optische Eingaben für flexible OLED -Geräte (organische LED) bereitzustellen - in „Wearable Signage“ würde ein Bildschirm auf Ihrem Hemd Daten empfangen und übertragen
- Automobilnetzwerksysteme - Die durchschnittliche Kommunikationsbelastung in Automobilen folgt eng dem Moore -Gesetz (der Menge an Rechenleistung verdoppelt sich alle 2 Jahre)
Was verhindert eine wesentliche Einführung von Polymerwellenleitern in der Glasfaserindustrie?
In meinen Konsultationen mit optischen Interlinks 'Ingenieuren und Branchenexperten wie Wayne Kachmar glaube ich, dass es 4 wichtige Gründe gibt, warum die Polymer -Wellenleiter -Technologie nicht vollständig in unsere Branche integriert wurde:
- Trotz der Tatsache, dass die Polymer -Wellenleiter -Technologie von optischen Interlinks 30 Jahre alt ist, ist sie immer noch sehr einzigartig. In gewisser Weise ist diese Technologie eine Lösung, die ihrer Zeit voraus ist. Obwohl Sensortechnologie, Automobildatenbusse und optische Backplanes für Computer schnell zum Tragen kommen, erfordern sie noch nicht die Geschwindigkeit und Einfachheit, die diese Technologie darstellt. (Metallische leitfähige Systeme wie Kupferbussysteme haben die Erwartungen der Experten erheblich übertroffen, obwohl wir uns möglicherweise den Grenzen von Kupfer nähern.) Erstellen einer Photo-Imaging-Vorlage erfordert eine Bibliothek mit photonischen Elementen und Regeln für den Abstand, minimale Kautradien, Modal, Modal, Modal Füllung und so weiter. Optische Verknüpfungen haben viele dieser Komponenten für seine Polymer -Wellenleiter -Technologie entwickelt, aber sie haben in der Glasfaserindustrie noch keinen soliden Fuß gefunden.
- Alternative Technologien unter Verwendung von SI- und Si-basierten Materialien versuchen, Wellenleiterstrukturen zu erstellen, die kleiner, dichter und billiger sind. Methoden zur Integration von Lichtquellen und Verstärkung in Siliziumbasislösungen werden von einer Mischung von Unternehmen, einschließlich Systemhäusern und (photonischer) integrierter Schaltungshersteller, mit einer Vielzahl von konkurrierenden Lösungen behandelt. Unternehmen, die an dem Vorstoß beteiligt sind, Licht weiter in integrierte Schaltkreise einzudringen, bevorzugen es, innovative Technologien selbst zu entwickeln und aufrechtzuerhalten. Die Tendenz besteht darin, diese proprietären Informationen intern zu halten, anstatt mit einem externen Partner zusammenzuarbeiten. Aufgrund des Mangels an geistigem Eigentum, das mit der Polymer-Wellenleiter-Technologie verbunden ist, ist es effektiv eine Open-Source-Technologie. Dies bedeutet aller Wahrscheinlichkeit nach, dass keine Organisation einen großen Geldbetrag investieren würde, um es weiter zu entwickeln. Auf der anderen Seite bedeutet dies, dass die Tür für jeden offen ist, um die Technologie zu nutzen und sie in ihre Anwendung zu integrieren.
- Das Aufkommen von Bend-unempfindlichen Fasern hat das Interesse an optischen Interlinks-Polymer-Wellenleitertechnologie für alle Anwendungen mit hoher Bandbreite stark eingeschränkt. Außerdem kann die Schwierigkeit bei der Verbindung herkömmlicher Fasern mit dem schnellen Fortschritt und Akzeptanz der additiven Technologie (AKA 3D -Druck) zur Erstellung von Glasfaseranschlüssen (AKA 3D) veraltet sein. Diese neuen, konkurrierenden Technologien-Bend-unempfindliche Faser und additive Technologie-sind wahrscheinlich eine beliebte Wahl für Anwendungen wie optische Backplanes für Computer. Diese Technologien sind sehr patentierbar und es besteht das Potenzial, Produkte mit diesen Technologien zu produzieren. In meiner Diskussion mit Wayne Kachmar stellte er eine interessante Idee vor: „In der Automobilwelt könnten zwei Technologien zusammenarbeiten - Additive Technology und Oils Polymer -Wellenleiter -Technologie - potenziell eine Killerlösung für Automobildaten -Backbones sein. Diese Nische bietet möglicherweise das Volumen, die Nachfrage und die Anforderungen, um Polymerwellenleiter vorwärts zu bewegen. Diese Anwendung könnte eine großartige Übereinstimmung mit der Polymer -Wellenleiter -Technologie sein. “
- Die Beendigung von Polymerwellenleitern ist immer noch ein manueller Prozess und muss automatisierter werden. Wenn Wellenleiter jedoch weiter in elektronische Chips eindringen, werden die Standardanschlüsse mit SC, LC und MTS fast als Zopf weiter außerhalb des Chips fortgesetzt. Wenn Sie den Zopf an den Chipemitter oder Detektoren befestigen, können andere Methoden zur Kopplung von Licht wie der additiven Technologie auf Chip häufiger werden. Dies kann es ermöglichen, dass andere Methoden, einschließlich Polymerwellenleitergeräten, in den Inter-Chip-Bereich eintreten können. Es ist jedoch unwahrscheinlich, dass die Schnittstelle der Chip-zu-Glas-Faser-Schnittstelle der Verbindung aufgrund vieler technischer Details wie dem Index der Brechungsfehlanpassung, der Flach-zu-Runden-Wellenleiter-Formen sowie einer Reihe anderer körperlicher Herausforderungen, beginnend mit der Unterschied in der thermischen Schrumpfung von Polymer und Glas (und damit das Siliziumsubstratmaterial).
Abschluss
Die Polymer -Wellenleiter -Technologie von Optical Interlinks hat in der Glasfaserindustrie noch keine Nische gefunden. Während viele Innovationen im Laufe der Geschichte mehrere Befürworter haben und ungefähr parallel in die Branche. Für einige Technologien und Branchen, in denen die Rechenleistung gerade erst ihren Einfluss ausübt, wie Sensoren und Automobilsysteme, können Polymerwellenleiter Fuß fassen. Wayne Kachmar hat es in unserer Diskussion gut zusammengefasst: „Es gibt Möglichkeiten für diese spezielle Technologie. Polymer -Wellenleiter haben Versprechen für die Glasfaserindustrie. “
