Eine bahnbrechende Entwicklung in der Welt der Hochfrequenztechnologie! Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat das Projekt „MINTS“ (MLL-basierte Integrierte THz-Frequenz-Synthesizer) um drei Jahre verlängert und stellt dafür beeindruckende 415.000 Euro zur Verfügung. Unter der Leitung von Prof. Dr. Christoph Scheytt von der Universität Paderborn und Prof. Dr. Martin Schell vom Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut in Berlin wird an der Erzeugung ultraschneller und energieeffizienter Frequenzen im Terahertz-Bereich geforscht. Diese Frequenzen liegen zwischen Infrarotlicht und Mikrowellen und sind entscheidend für zahlreiche Anwendungen, von der Kommunikation bis zur Präzisionsmessung.
Seit Anfang 2022 widmen sich die Wissenschaftler*innen der Entwicklung elektronisch-photonischer THz-Frequenzsynthesizer-Architekturen. Diese Geräte sind in der Lage, extrem präzise Signale bei hohen Frequenzen zu erzeugen. „Die Herausforderung war lange Zeit, dass es keine effektiven Technologien gab, die zwischen Infrarot und Mikrowellen arbeiten konnten“, erklärt Scheytt. Doch mit den Fortschritten in der Halbleiter- und Lasertechnologie ist die THz-Technologie nun zugänglicher denn je. Die Anwendungen sind vielfältig: von bildgebenden Verfahren in der Spektroskopie bis hin zu hochdynamischen Datenübertragungen in der Wireless-Kommunikation.
Kampf gegen das Phasenrauschen
Ein zentrales Ziel des Projekts ist die Minimierung des Phasenrauschens, das die Signalqualität beeinträchtigen kann. „Phasenrauschen kann zu fehlerhaften Datenübertragungen führen“, warnt Schell. Die Forscher*innen streben an, die Signalstabilität zu maximieren und den Energieverbrauch zu senken, was die Entwicklung nachhaltiger Technologien vorantreibt. In der ersten Projektphase wurden bereits wichtige Fortschritte erzielt, darunter die Modellierung des elektro-optischen Phasendetektors und die Charakterisierung des Phasenrauschens in Silizium-Photonik-Wellenleitern.
Mit dem Blick auf die zweite Projektphase plant das Team, auf den Erfolgen der ersten Phase aufzubauen. „Wir untersuchen alternative Ansätze zur Erzeugung von THz-Signalen und streben die hybride Integration von THz-OEPLL an“, erklärt die wissenschaftliche Mitarbeiterin Vijayalakshmi Surendranath Shroff. Diese Technologien sind nicht nur für moderne Datenzentren, sondern auch für Lidar-Systeme und Quantencomputer von großer Bedeutung. Die Zukunft der Hochfrequenztechnologie sieht vielversprechend aus!
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