PLECTRUM

Partner Call offen bis: 2. Juli 2024

Projektstart: Q3 2024

PLECTRUM konzentriert sich auf die Ko-Integration optischer Komponenten mit mikroakustischen Kavitäten, um die Leistung von Brillouin-aktiven photonischen integrierten Schaltkreisen (B-PICs) erheblich zu verbessern. Das Kernprinzip von B-PICs besteht darin, die Wechselwirkung zwischen eng gebundenem Licht in nanophotonischen Wellenleitern und akustischen Vibrationen, die durch das Material reisen, zu nutzen, bekannt als Brillouin-Streuung.

Die Integration der Brillouin-Streuung in photonische Chips verspricht bedeutende Fortschritte in der integrierten Mikrowellen-Photonik, die nach hochgeschwindigkeits-, leichten, energiesparenden und anpassungsfähigen Lösungen für mobile und avionische Plattformen sucht. Die Fähigkeit, Mikrowellensignale direkt auf dem Chip mit photonischen Komponenten zu verarbeiten, bietet einen Weg zu effizienteren und kompakteren Systemen, die für die nächste Generation der Kommunikations- und Sensortechnologien unerlässlich sind.

Trotz des Potenzials stehen derzeitige Brillouin-aktive On-Chip-Systeme vor zwei großen Herausforderungen:

• Ineffiziente optisch-akustische Wechselwirkung: Bestehende Designs leiden unter suboptimalen mikroakustischen Strukturen, was zu einer unzureichenden Wechselwirkung zwischen optischen und akustischen Wellen führt. Diese Ineffizienz begrenzt die Gesamtleistung der B-PICs.
• Mangel an aktiver elektrischer Anregung: Die in CMOS-kompatiblen photonischen Chips üblicherweise verwendeten Materialien zeigen nicht den piezoelektrischen Effekt, der für die aktive elektrische Anregung von akustischen Wellen erforderlich ist. Ohne diese Fähigkeit ist es schwierig, die gewünschte Kontrolle über die Erzeugung und Ausbreitung akustischer Wellen zu erreichen.

Um diese Herausforderungen zu bewältigen, zielt unser Projekt darauf ab, verlustarme optische photonische integrierte Schaltkreise mit einer piezoelektrischen Plattform zu entwickeln und zu ko-integrieren. Durch die Gestaltung optimierter mikroakustischer Kavitäten und die Einbeziehung von Materialien, die den piezoelektrischen Effekt ermöglichen, können wir die Wechselwirkung zwischen optischen und akustischen Wellen verbessern. Dieser Ansatz wird die aktive elektrische Anregung von akustischen Wellen erleichtern, wodurch die derzeitigen Einschränkungen überwunden und der Weg für effizientere und vielseitigere akusto-optische Geräte auf einem Chip geebnet wird.

• B-PICs mit einem Brillouin-Verstärkungsgrad über dem Stand der Technik.
• On-Chip-Akusto-Optik-Modulatoren mit elektrischer Anregung von akustischen Wellen.