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TRR 123 PlanOS – B01 Offset und Tintenstrahl-Drucken von Multimode-Wellenleitern

Laufzeit:01/2013 - 12/2017
Förderung:DFG - Transregio 123
Kontakt:tim.wolferita.uni-hannover.de
Web:www.transregio123.de

Bild TRR 123 PlanOS – B01 Offset und Tintenstrahl-Drucken von Multimode-Wellenleitern

Die Forschungsschwerpunkte des Teilprojekts B01 sind großflächige Auftragsverfahren für Materialien zur Erzeugung multimodaler Lichtwellenleiter (LWL) auf Foliensubstraten.

Der gesamte Projektbereich B beschäftigt sich mit der Herstellung von Lichtwellenleitern verschiedener Größen. Teilprojekt B01 hat hierbei die Herstellung von vergleichsweise breiten Wellenleiterstrukturen (etwa 1 Haardurchmesser) zur Aufgabe. Lichtwellenleiter mit dieser Breite können viel Licht führen und bilden deshalb die Basis für das optronische System. Für die Herstellung kommen zwei Techniken zum Einsatz: Für großflächige Folien der Flexodruck, für kleinere Abschnitte der Tintenstrahldruck. Der Schwerpunkt des ITA liegt auf dem Drucken mittels Flexodruck.

Die Idee ist, dass mittels Flexodruck ein Großteil der optischen Strukturen erzeugt wird, die anschließend mittels Tintenstrahldruck individuell ergänzt werden. Auf diese Weise nutzt man eine Kombination der Stärken beider Druckprozesse.

Der Flexodruck ist ein Hochdruckverfahren, das üblicherweise für das Bedrucken von Verpackungen eingesetzt wird. Eine Druckplatte, die auf einem Zylinder aufgespannt ist, funktioniert dabei ähnlich wie ein Stempel. Die erhabenen Strukturen, die entsprechend des gewünschten Druckmotivs strukturiert wurden, werden zunächst mit Lack benetzt. Das anschließende Abrollen hinterlässt dann die gewünschte Beschichtung mit Lack auf dem Substrat. In letzter Zeit wurde die Möglichkeit untersucht, elektronische Schaltungen drucktechnisch herzustellen. In diesem Teilprojekt wird der Flexodruck nun verwendet, um zusätzlich die Realisierung optischer Funktionen zu erforschen.

Der Flexodruck bietet die Vorteile, dass der Prozess einen sehr großen Durchsatz hat (bis zu 15.000 Bögen pro Stunde) und dadurch sehr niedrige Kosten pro Bogen realisiert werden können. Zudem stehen Flexodruck-Maschinen weltweit in großer Stückzahl zur Verfügung, so dass ein erprobter Produktionsprozess industriell realisierbar wäre. Nachteilig ist im Vergleich zum Tintenstrahldruck, dass für den Druckprozess strukturierte Druckplatten benötigt werden. Dadurch ist die Variabilität des Prozesses geringer, da für eine Änderung des Druckmotivs eine neue Druckplatte erstellt werden muss. Zudem steht bei derzeitigen Prozessen noch nicht die benötigte Auflösung zur Verfügung, um die geringen Strukturbreiten der Lichtwellenleiter zu realisieren.

Die Forschungsarbeit konzentriert sich auf die Realisierung von Lichtwellenleitern, die eine geringe Dämpfung haben und die Anforderungen der Partnerprojekte erfüllen. Hierzu erfolgt beispielsweise eine Auswahl und Anpassung von flüssigen Polymeren, die mit UV-Licht ausgehärtet werden. Ebenso wird erforscht, wie eine hohe Auflösung und die gewünschte Querschnittsform der Lichtwellenleiter erzeugt werden können.

Weitere Informationen erhalten Sie unter: www.transregio123.de.

Publikationen

Wolfer, T.; Overmeyer, L.; Bollgruen, P.; Mager, D.; Korvink, J. (2014): Printed Polymer Waveguides for Planar Optronic Systems, Innovative Printed Smart Objects (IPSO) ARCSIS Gardanne, Frankreich

Hofmann, M.; Xiao, Y.; Sherman, S.; Schmidt, T.; Gleißner, U.; Wolfer, T.; Müller, C.; Hanemann, T.; Overmeyer, L.; Zappe, H. (2014): Printable multi-layer flexible foil system for integrated optical sensors, Innovative Printed Smart Objects (IPSO) ARCSIS Gardanne, Frankreich

Wolfer, T.; Bollgruen, P.; Mager, D.; Overmeyer, L.; Korvink, J. G. (2015): Gedruckte polymere Wellenleiter - Neue Konzepte für POF-Sensoren, 2. Deutsches POF Symposium 2014,Berichte aus dem PhotonicNet 2/2015 S. 39-48. Garbsen: TEWISS-Technik und Wissen GmbH weitere Informationen

Wolfer, T.; Bollgruen, P.; Mager, D.; Overmeyer, L.; Korvink, J. G. (2016): Printing and preparation of integrated optical waveguides for optronic sensor networks, Mechatronics, Oxford: Elsevier, Volume 34, 1 March 2016, Pages 119-127.

Bollgruen, P.; Gleissner, U.; Wolfer, T.; Megnin, C.; Mager, D.; Overmeyer, L.; Korvink, J. G.; Hanemann, T. (2016): Ink-jet printed fluorescent materials as light sources for planar optical waveguides on polymer foils, Optical Engineering 55 (10), 107107, SPIE

Bollgruen, P.; Wolfer, T.; Mager, D.; Overmeyer, L.; Korvink, J. (2016): Ink-jet printed Optical Taper Structures for Planar Optronic Systems, DGaO Jahrestagung 2016 Deutsche Gesellschaft für angewandte Optik (DGaO) Mai 2016 Hannover ISSN: 1614-8436 . weitere Informationen

Wolfer, T.; Wang, Y.; Overmeyer, L. (2016): Flexographic printing of multimode waveguides and optodic bonding of laser diodes for integrated polymer optical sensor systems, DGaO Jahrestagung 2016 Mai 2016 Deutsche Gesellschaft für angewandte Optik (DGaO) Hannover weitere Informationen

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