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Precise optical synchronization of high-speed electronics with microcombs

Description du projet

Des micropeignes précis et stables pour la synchronisation des données et des signaux

Les peignes de fréquences laser sont essentiels aux technologies de précision, notamment pour les horloges optiques et la synchronisation temporelle. Malgré leur grande précision, ils demeurent encombrants et complexes. Les micropeignes, qui sont plus petits et basés sur des puces, offrent une alternative prometteuse, mais ne disposent pas encore de la stabilité et des performances des systèmes plus grands. Les peignes de fréquence basés sur des microrésonateurs (micropeignes) offrent une alternative compacte à l’échelle de la puce, mais n’offrent pas la stabilité et ni le faible bruit de phase des systèmes plus grands. Le projet ProSync, financé par le CER, entend surmonter ces limitations en développant des micropeignes hautes performances couvrant une octave grâce à des conceptions innovantes de microrésonateurs couplés. Les chercheurs intégreront du nitrure de silicium à très faibles pertes à des matériaux avancés pour créer des systèmes de micropeignes performants et évolutifs sur une puce. Une technologie de micropeignes plus stable et plus précise profitera aux centres de données, aux grandes infrastructures informatiques et aux infrastructures de communication mondiales.

Objectif

Laser frequency combs based on mode-locked lasers are extraordinary photonic devices that have revolutionized precision frequency synthesis and metrology in the 21st century. They have enabled groundbreaking developments such as optical clocks, femtosecond-level timing synchronization, and ultra-pure microwave generation.

Microresonator-based frequency combs (microcombs) offer a transformative potential to reduce the complexity and size of traditional laser frequency combs. Recent advances in dissipative Kerr solitons have demonstrated the viability of these chip-scale devices, which can be manufactured at the wafer level through semiconductor processing techniques. However, microcombs still fall short in stability and phase noise compared to their non-integrated, mode-locked counterparts due to intrinsic scaling limitations when operating at the chip scale.

This proposal seeks to bridge this performance gap by developing high-performance, octave-spanning microcombs with photodetectable repetition rates using innovative arrangements of coupled microresonators. These advancements will enable single-point optical frequency division, whereby the comb’s degrees of freedom will be determined by an optical frequency reference. The project will explore 3D integration of ultralow-loss silicon nitride with advanced materials, aiming to create high-performance microcomb-based systems on a chip, and lay the foundation for novel optoelectronic synchronization architectures in datacenters.

These innovations address key challenges in energy consumption and capacity scaling in datacenters and large scaling computing architectures, paving the way for future advancements in global communication infrastructure.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Appel à propositions

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

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Institution d’accueil

CHALMERS TEKNISKA HOGSKOLA AKTIEBOLAG
Contribution nette de l'UE
€ 3 499 696,00
Adresse
-
412 96 Goteborg
Suède
Région
Södra Sverige Västsverige Västra Götalands län
Type d’activité
Higher or Secondary Education Establishments
Liens
Coût total
Aucune donnée

Bénéficiaires (1)