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Active Hybrid Photonic Integrated Circuits for Ultra-Efficient Electro-Optic Conversion and Signal Processing

Description du projet

Fondements d’un système photonique intégré révolutionnaire pour les TIC

Le développement et l’avancement des technologies de l’information et de la communication (TIC) reposent en grande partie sur la microélectronique, qui permet le traitement, le stockage des informations et la photonique pour une transmission rapide et efficace des données sur de longues distances. La conversion électrique-optique dans les circuits intégrés photoniques, qui fait le lien entre ces deux domaines, constitue un défi majeur pour l’amélioration de la largeur de bande, de l’efficacité et des niveaux de bruit. Le projet ATHENS, financé par le CER, vise à jeter les bases de systèmes photoniques intégrés offrant une efficacité et des performances de conversion électro-optique révolutionnaires, en s’attaquant aux limites actuelles de ces circuits. Une équipe interdisciplinaire de scientifiques s’appuiera sur une combinaison de méthodologies et de technologies de rupture pour développer cette solution innovante.

Objectif

Information and communication technology (ICT) crucially relies on the combination of two highly complementary fields: Microelectronics, which excels in processing and storing information using CMOS circuits and photonics, which is key to fast and efficient transmission of information over large distances. Electrical-to-optical conversion in photonic integrated circuits is what links both fields. While efficient conversion from optical signals to electrical signals is straightforward even at a single-photon level, electrical-to-optical conversion represents a key challenge – with respect to efficiency, bandwidth and noise. This challenge does not only affect optical communications, where efficient generation of broadband data signals is key, but also prevents photonic integrated circuits from unfolding their full impact in highly relevant emerging application fields such as microwave photonics, artificial intelligence or quantum technologies. ATHENS aims at overcoming this deficiency by establishing the foundations of a new class of photonic integrated systems that offer unprecedented electro-optic conversion performance. The project builds upon a synergistic selection of highly disruptive approaches on the material, process and device level, reaching from theory-guided engineering of organic electro-optic materials and novel ‘crystal-on-insulator’ integration platforms to disruptive concepts for broadband optical on-chip amplifiers based on ion implantation or parametric interaction and to highly flexible photonic-electronic system-integration concepts based on additive nanofabrication. These technologies are combined on a system level, building a base for groundbreaking demonstrations in hyperscale communications, millimeter-wave signal processing and quantum technologies. The project is borne by an interdisciplinary and highly complementary team of scientist from organic chemistry, solid-state physics, quantum technologies and communications engineering.

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-ERC-SYG - HORIZON ERC Synergy Grants

Voir tous les projets financés dans le cadre de ce programme de financement

Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2024-SyG

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Institution d’accueil

KARLSRUHER INSTITUT FUER TECHNOLOGIE
Contribution nette de l'UE
€ 6 605 763,75
Adresse
KAISERSTRASSE 12
76131 Karlsruhe
Allemagne
Région
Baden-Württemberg Karlsruhe Karlsruhe, Stadtkreis
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
€ 6 605 763,75

Bénéficiaires (3)