Industrieprojekt "INTERSOUL"
Hybride silizium-organische Modulatoren fĂźr 6G-Verbindungsnetze
Motivation
Leistungsfähige faseroptische Netze bilden das Rßckgrat zukßnftiger 6G-Funknetze. Die Umwandlung optischer in elektronische Funksignale ist dafßr eine Schlßsselfunktion. 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 ßberfßhrt werden. Fßr 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 zukßnftiger 6G-Netze nur teilweise gerecht wird. Aus der Grundlagenforschung ist bekannt, dass diese Bandbreitenbeschränkung durch die Kombination von hochleistungsfähigen elektrooptischen organischen Materialien mit Silizium-Wellenleitern ßberwunden 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 fĂźr 6G xHaul und Kryo-Kommunikation (INTERSOUL)â wird das Ziel verfolgt, innovative hybride EOMs aus der Grundlagenforschung in die industrielle Anwendung zu ĂźberfĂźhren. Dazu werden zunächst einzelne Komponenten auf der Basis einer hybriden Integration von organischen Materialien und Silizium-Wellenleitern entwickelt und hergestellt. Im nächsten Schritt werden Konzepte fĂźr 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 zukĂźnftiger 6G-Netze erfĂźllen. Die entwickelten EOMs werden in Demonstratoren fĂźr einzelne 6G-Anwendungen wie passive optische Netze, DatenĂźbertragung bei extrem niedrigen Temperaturen oder Radio-over-Fiber integriert und unter realistischen Anwendungsbedingungen getestet und ein Leistungsvergleich mit bestehenden Technologien durchgefĂźhrt.
Innovationen und Perspektiven
EOMs sind entscheidende Komponenten eines zukßnftigen 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 ßber den Stand der Technik hinaus. Besondere Innovationen bestehen auch in den Aufbau- und Verbindungstechnologien, die etwa 3D-gedruckte Hochfrequenzverbindungen nutzen. Die EOMs kÜnnen in Zukunft in Deutschland von externen Technologiedienstleistern gefertigt und in KommunikationslÜsungen des Projektpartners Nokia eingesetzt werden, womit das Projekt zur technologischen Souveränität Deutschlands und Europas beiträgt.
