Industrieprojekt "INTERSOUL"
Hybride silizium-organische Modulatoren fĂŒr 6G-Verbindungsnetze
Motivation
LeistungsfĂ€hige faseroptische Netze bilden das RĂŒckgrat zukĂŒnftiger 6G-Funknetze. Die Umwandlung optischer in elektronische Funksignale ist dafĂŒr eine SchlĂŒsselfunktion. Mit sogenannten elektrooptischen Modulatoren (EOM) kann beispielsweise ein Lasersignal entsprechend einer anliegenden elektrischen Schwingung so moduliert werden, dass Informationen aus dem elektrischen in das optische Signal ĂŒberfĂŒhrt werden. FĂŒr den Aufbau solcher EOMs werden heutzutage meist Bauteile verwendet, die auf der Siliziumphotonik beruhen. Die Materialeigenschaften von Silizium lassen jedoch nur eine begrenzte Bandbreite zu, die den Anforderungen zukĂŒnftiger 6G-Netze nur teilweise gerecht wird. Aus der Grundlagenforschung ist bekannt, dass diese BandbreitenbeschrĂ€nkung durch die Kombination von hochleistungsfĂ€higen elektrooptischen organischen Materialien mit Silizium-Wellenleitern ĂŒberwunden werden kann. Gleichzeitig weisen diese extrem kompakten Hybridbauteile eine hohe Energieeffizienz auf, die mit anderen Technologien derzeit nicht erreicht wird.
Ziele und Vorgehen
Im Projekt âHoch-Integrierte Silizium-Organik Modulatoren fĂŒr 6G xHaul und Kryo-Kommunikation (INTERSOUL)â wird das Ziel verfolgt, innovative hybride EOMs aus der Grundlagenforschung in die industrielle Anwendung zu ĂŒberfĂŒhren. Dazu werden zunĂ€chst einzelne Komponenten auf der Basis einer hybriden Integration von organischen Materialien und Silizium-Wellenleitern entwickelt und hergestellt. Im nĂ€chsten Schritt werden Konzepte fĂŒr massenfertigungstaugliche Herstellungsprozesse von EOMs erarbeitet. Parallel dazu werden Aufbau- und Verbindungstechniken erforscht, um die einzelnen EOMs sowohl optisch als auch elektrisch anzusprechen und so Komponenten zu fertigen, die die Anforderungen zukĂŒnftiger 6G-Netze erfĂŒllen. Die entwickelten EOMs werden in Demonstratoren fĂŒr einzelne 6G-Anwendungen wie passive optische Netze, DatenĂŒbertragung bei extrem niedrigen Temperaturen oder Radio-over-Fiber integriert und unter realistischen Anwendungsbedingungen getestet und ein Leistungsvergleich mit bestehenden Technologien durchgefĂŒhrt.
Innovationen und Perspektiven
EOMs sind entscheidende Komponenten eines zukĂŒnftigen 6G-Netzes und werden an verschiedenen Stellen im Netz zum Einsatz kommen. Die angestrebte neuartige Hybridarchitektur aus organischem Material und Silizium verspricht besonders hohe Bandbreite, Datenrate und Energieeffizienz und geht damit weit ĂŒber den Stand der Technik hinaus. Besondere Innovationen bestehen auch in den Aufbau- und Verbindungstechnologien, die etwa 3D-gedruckte Hochfrequenzverbindungen nutzen. Die EOMs können in Zukunft in Deutschland von externen Technologiedienstleistern gefertigt und in Kommunikationslösungen des Projektpartners Nokia eingesetzt werden, womit das Projekt zur technologischen SouverĂ€nitĂ€t Deutschlands und Europas beitrĂ€gt.
