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

Descrizione del progetto

Fondamenti per un rivoluzionario sistema integrato di fotonica per le TIC

Lo sviluppo e il progresso delle tecnologie dell’informazione e della comunicazione (TIC) si basano in larga misura sulla microelettronica, che consente l’elaborazione, l’archiviazione delle informazioni e la fotonica per la trasmissione rapida ed efficiente dei dati a lunga distanza. Una sfida fondamentale per migliorare la larghezza di banda, l’efficienza e i livelli di rumore è la conversione elettrica-ottica nei circuiti integrati fotonici, che costituisce un ponte tra questi due campi. Il progetto ATHENS, finanziato dal CER, intende gettare le basi per sistemi fotonici integrati che offrano prestazioni rivoluzionarie in termini di efficienza e conversione elettro-ottica, affrontando le attuali limitazioni di questi circuiti. Un team interdisciplinare di scienziati sfrutterà una combinazione di metodologie e tecnologie dirompenti per sviluppare questa soluzione innovativa.

Obiettivo

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.

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-ERC-SYG - HORIZON ERC Synergy Grants

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) ERC-2024-SyG

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Istituzione ospitante

KARLSRUHER INSTITUT FUER TECHNOLOGIE
Contributo netto dell'UE
€ 6 605 763,75
Indirizzo
KAISERSTRASSE 12
76131 Karlsruhe
Germania
Regione
Baden-Württemberg Karlsruhe Karlsruhe, Stadtkreis
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
€ 6 605 763,75

Beneficiari (3)