Sciencemag.cz
Doporučujeme
Jako využitelná se ukázala být technologie optické́ litografie, díky které bylo dosaženo vytvoření kanálkových multividových vlnovodů a rozbočnic.
Optické sítě jsou považovány za technologii budoucnosti. Mezi jejich hlavní přednosti patří rychlost přenosu, jeho stabilita a v neposlední řadě bezpečnost. Také proto je jedním z cílů Evropské unie poskytnout do roku 2025 všem jejím obyvatelům možnost internetového připojení o rychlosti 100 megabitů za sekundu. Zda se tento ambiciózní plán podaří naplnit, je ovšem nejasné. Budování optických sítí je nákladné a předchází mu náročný vývoj jednotlivých částí fotonických struktur. Jeden takový nedávno úspěšně ukončili také čeští specialisté.
Tuzemské řešení využívá optickou litografii
Centrem zájmu odborníků z Českého vysokého učení technického v Praze, Vysoké školy chemicko-technologické v Praze a společnosti OPTOKON a.s. se staly flexibilní 2D a 3D polymerní fotonické struktury, konkrétně optické rozbočnice. Tyto pasivní komponenty patří mezi základní fotonické struktury, v praxi jsou využívány v rámci přenosových sítí a bývají napojeny na optická vlákna. „Snažili jsme se navrhnout a vyrobit polymerní planární ohebné struktury, které umožní přenos optického signálu mezi optoelektronickými součástkami. Takovými součástkami mohou být například komponenty serverů v datových centrech nebo řídicí jednotky v automobilech, letadlech nebo vrtulnících,” přibližuje za celý řešitelský tým doc. Ing. Václav Prajzler, Ph.D. z Fakulty elektrotechnické ČVUT v Praze.
Projekt byl podle něj v první řadě iniciován potřebou zvýšit propustnost datových linek a zkvalitnit přenos na krátké vzdálenosti, což je žádoucí hlavně v datových a výpočetních centrech. Navíc bude možné využití optických datových vedení v leteckém průmyslu, díky čemuž bude možné snížit hmotnost a naopak zvýšit odolnost vůči rušení elektromagnetických vlivů z okolí. Optické vedení má totiž oproti kovovým vodičům výhodu v mnohem větší šířce přenosového pásma a tedy větší propustnosti, dovoluje snížit spotřebu energie, nevyžaduje chlazení a může být subtilnější.
Že není proces vývoje součástí fotonických struktur snadný, zjistil během tři roky trvajícího vývoje také tým českých inženýrů, který k cíli nakonec dospěl pouze jednou z původních čtyř zamýšlených cest. Jako využitelná se ukázala být technologie optické́ litografie, díky které bylo dosaženo vytvoření kanálkových multividových vlnovodů a rozbočnic typu 1×2 (Y) na ohebných podložkách. „Nová polymerní fotonická struktura rozbočnice vytvořená touto metodou splňuje všechny požadované́ parametry. Umožňuje bezchybný́ datový́ přenos při maximální́ možné́ přenosové́ rychlosti 1 Gbit/s při pracovních teplotách 5 – 80°C. V případě použití́ ochranné́ vrstvy se odolnost struktur proti mechanickému i teplotnímu poškození ještě zvýší,” popisuje Ing. Jiří Štefl ze společnosti OPTOKON a.s.. Prototyp – užitný vzor byl zapsán na Úřadu průmyslového vlastnictví a zároveň byla podána přihláška vynálezu.
Výsledky depozičních testů ukázaly, že jiné technologie, například InkJet nejsou pro dosažení technických parametrů vhodné. Optické vlnovody a rozbočnice s požadovanými parametry nelze v současnosti realizovat ani prostřednictvím 3D tisku. „Otevřenou možností ještě zůstává využití technologie laserové litografie, ale k jejímu otestování jsme neměli náležité technické vybavení. Předpokládáme, že získané poznatky při řešení tohoto projektu, ale budou využity v budoucnosti a že se optické struktury podaří́ vyrobit i touto technologií,” dodává doc. Ing. Pavla Nekvindová Ph.D. z Fakulty chemické technologie Vysoké školy chemicko-technologické v Praze. Důležitým přínosem projektu je tedy také využití poznatků experimentálního vývoje pro realizaci prototypů optických flexibilních 2D a 3D polymerních struktur.
„Těší nás, že byla realizována nová technologie, která byla v České republice dlouhodobě nedostupná z důvodu finanční náročnosti, komplikovanosti technologických postupů a nedostatku technologického know-how,” uvádí k dosaženým výsledkům prof. Ing. Petr Konvalinka, CSc., FEng., předseda Technologické agentury ČR, která řešitelskému týmu poskytla státní podporu ve výši 9,1 milionu Kč.
