Die integrierte Optik reift aus
Viele Geräte wie Verstärker, Multiplexer, Demultiplexer, Laser, Abschwächer und Detektoren können in eine integrierte Schaltung (integrated circuit, IC) eingebaut werden. In elektronischer Form sind integrierte Schaltungen inzwischen vollkommen ausgereift, was jedoch nicht auf IO-Systeme zutrifft. Dies liegt teilweise daran, dass mehr als 95 % aller elektronischen ICs mit Silizium hergestellt werden, während zur Herstellung von IOs andere Materialien eingesetzt werden. Durch diese Materialdiversität werden alle Vorteile abgeschwächt, die sich aus der Aufskalierung ergeben. Das Projekt "Photonic integrated circuits and systems" (PICS) war darauf ausgerichtet, im großen Stil dutzende oder gar hunderte Komponenten auf einem einzigen Chip zu integrieren. Die Forscher nutzten die bestehende Produktionsgrundlage, um neue Arten von ICs herzustellen. An der Hochschule "Scuola Superiore Sant'Anna" im italienischen Pisa wurde die notwendige Infrastruktur errichtet, um Pionierforschung für photonische Geräte und IO-Systeme zu betreiben. Dies beinhaltete Simulationssoftware für der Entwurf photonischer Bauelemente, erforderliche Materialien zur Herstellung von IO-Systemen und, am wichtigsten, einen Reinraum mit hochmoderner Ausrüstung. Durch das PICS-Projekt konnten außerdem gute Arbeitskontakte mit Experten aus Industrie und Wissenschaft geknüpft werden. Ein gemeinsames Thema der im PICS-Projekt durchgeführten Forschung war die Entwicklung und Charakterisierung photonischer Geräte für Anwendungen in Telekommunikationsnetzwerken. Eines der Ergebnisse war ein monolithisches IO-System zur volloptischen Wellenlängenumwandlung sowie ein Multilevel-Transmitter, der verschiedene Modulationsformate abdeckt. Außerdem wurden abstimmbare optische Transmitter und Empfänger in Chipgröße entwickelt, um die Netzwerkflexibilität zu verbessern. Das PICS-Projekt wurde frühzeitig abgeschlossen. Jedoch wurde ein neues Zentrum für Photonik-Technologien eingerichtet, um die Art, auf die Anwendungen auf IO-Systemen basieren, grundlegend zu verändern. Durch Partnerschaften mit relevanten Industrien wird die Scuola Superiore Sant'Anna aktiv an der Entwicklung kosteneffektiver IO-Systeme für verschiedenste Anwendungen beteiligt sein und Europa so einen Wettbewerbsvorteil liefern.
Schlüsselbegriffe
Photonik, Telekommunikation, Netzwerke, integrierte Optik, Infrastruktur, Simulation, Reinraum, Chip, Transmitter, Empfänger
