Konzeption eines rechnergestützten Konstruktionssystems für optomechatronische Baugruppen

Mit Lichtsignalen in optischen Wellenleitern lassen sich schnell und weitgehend störungsfrei sehr grosse Datenmengen übertragen. Im industriellen und infrastrukturellen Bereich, z.B. in der Automobil- und Luftfahrtindustrie, steigt daher die Nachfrage, dieses Potential weiter auszuschöpfen. Wie müssen Entwicklungsprozesse aussehen, um Systeme, die Daten mittels Licht übertragen, zu integrieren? Dies ist eine zentrale Frage an die aktuelle Forschung. Bisher existiert kein Modellierungsansatz für die Konstruktion optomechatronischer Baugruppen. Die Integration optoelektronischer Komponenten stellt eine enorme Herausforderung dar, da neben den Unterschieden der Konstruktionsverfahren für mechatronische Baugruppen auch optische Funktionen modelliert werden müssen. Diese Arbeit behandelt den konzeptionellen Entwurf eines Systems zur rechnergestützten Entwicklung optomechatronischer Baugruppen, sogenannten 3D-Opto-MIDs. Ziel der Arbeit ist es, das Zusammenwirken der Domänen Mechanik, Elektronik und Optik in einem ganzheitlichen Produktentwicklungsprozess darzustellen. Dazu müssen Aufgaben wie die Integration von elektrischen Schaltungen, als auch Funktionalitäten zum Entwurf optischer Netze abgedeckt werden. Hierfür ist es zunächst notwendig relevante Teilaspekte und zu realisierende Komponenten eines solchen Systems zu identifizieren. Aus diesen Erkenntnissen wird ein Konzept erarbeitet, wie der prozedurale Ablauf eines entsprechenden Systems aussehen kann. Durch eine prototypische Implementierung wird eine Vorgehensweise zum Aufbau des optomechatronischen Konstruktionssystems abschliessend abgeleitet und bewertet.