(openPR) Um beispielsweise Online-Meetings abhalten oder Dateien rund um den Globus senden zu können, werden heutzutage im Computer elektrische Signale erzeugt, die auf die Reise zum Partner gehen. Damit dies in rasanter Geschwindigkeit funktionieren kann, werden die „langsamen“ elektrischen Signale in „lichtschnelle“ optische Signale umgewandelt und verstärkt. „Derzeit begrenzt die Schnittstelle zwischen Elektronik und Photonik – der elektrooptische Modulator – die Geschwindigkeit der Datenübertragung“, erläutert Prof. Dr. Carsten Ronning von der Universität Jena. „Diese Grenze bildet momentan den Flaschenhals, den wir im neuen Projekt überwinden wollen. Denn in Zukunft wird es beispielsweise mit Künstlicher Intelligenz noch mehr Datenübertragung geben – und diese Schnittstelle würde KI sonst vermutlich ausbremsen“, sagt der Jenaer Festkörperphysiker. Um die notwendige Datenübertragung zu ermöglichen, will das Team neue Ideen und Materialien realisieren. „Dazu müssen Elektronik und Photonik eins werden“, so Ronning.
Dass ein solcher elektrooptischer Übersetzer und Verstärker auf einem winzigen Chip funktioniert, haben die Forscher prinzipiell bewiesen. Nun soll diese Technologie ausgeweitet, optimiert und im Idealfall in Schaltkreise auf einem gemeinsamen Chip integriert werden.
In Jena, das rd. 2,7 Mio. Euro der Fördermittel erhält, werden Prof. Carsten Ronning und sein Team zum einen Ionen von Leuchtzentren in passive optische Bauelemente implantieren. Sie werden es mit unterschiedlichen Leuchtzentren testen, so dass der ganze Wellenlängenbereich – von 800 bis 1700 nm – abgedeckt ist. Dadurch ließe sich die Wellenlänge des Lichts einstellen und aus den dann aktiven Bauelementen könnten Verstärker von Lichtsignalen geschaffen werden.
Zum anderen sollen neue nicht-linear optische Materialien in photonisch-integrierte Schaltkreise (PICs) eingebaut werden. Dafür wird die Materialprobe mit Ionen bestrahlt, bis diese in einer bestimmten Tiefe gezielt bricht. Diese neue, einkristalline Schicht wird dann auf ein anderes Material aufgetragen – als würde eine Wurstscheibe auf ein Brot gelegt; allerdings im winzigen Maßstab.
Damit das Ziel des Projekts ATHENS (Aktive hybride photonisch-integrierte Schaltkreise für hocheffiziente elektrooptische Umwandlung und Signalverarbeitung/Active Hybrid Photonic Integrated Circuits for Ultra-Efficient Electro-Optic Conversion and Signal Processing) erreicht wird, „muss noch viel optimiert und untersucht werden”, ist sich Prof. Ronning bewusst. „Realisiert werden kann dies nur im Team, aber wir sind dafür exzellent aufgestellt”.
Die ERC Synergy Grants fördern die Zusammenarbeit zwischen herausragenden Forschenden und ermöglichen es ihnen, ihr Fachwissen, ihre Kenntnisse und ihre Ressourcen zu bündeln, um die Grenzen der wissenschaftlichen Entdeckung zu erweitern. Diese Förderung ist Teil des EU-Forschungs- und Innovationsprogramms „Horizont Europa“.
In der aktuellen Bewilligungsrunde wurden EU-weit 57 Projekte aus 548 Anträgen ausgewählt.
wissenschaftliche Ansprechpartner: Prof. Dr. Carsten Ronning Institut für Festkörperphysik der Friedrich-Schiller-Universität Jena Helmholtzweg 3, 07743 Jena Tel.: 03641 / 947300 E-Mail:
