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On-chip topological demodulator for 6G THz wireless communications

Description du projet

Un démodulateur sur puce pour la communication THz

La bande térahertz dans les technologies de télécommunication a le potentiel de considérablement augmenter les débits de données dans les communications sans fil à haut débit. Les communications basées sur le térahertz visent à surpasser les systèmes 5G avec des avantages inégalés pour les futurs systèmes 6G, qui pourraient fonctionner à une fréquence de 300 à 600 GHz et permettre des débits de transmission allant jusqu'à 1 000 gigabits par seconde. Malheureusement, les défis critiques liés à la démodulation des signaux haute fréquence (besoin d’une électronique coûteuse, encombrante et limitante) limitent considérablement leur potentiel. Le projet TopoChipTHz, financé par le CER, va développer un démodulateur cohérent topologique sur puce révolutionnaire pour les signaux THz, qui répondra aux principaux défis et constituera une solution plus petite, plus silencieuse, plus évolutive et plus performante.

Objectif

Recent advancements in terahertz (THz) technology have unlocked the po-tential for ultra-high-speed wireless communication, with data rates far sur-passing those of current 5G systems. Operating in the 300-600 GHz range, future 6G systems could enable wireless transmission rates of up to 1000 gi-gabits-per-second, revolutionizing applications like metropolitan networks and uncompressed video transfer. However, current THz technologies face challenges, especially in demodulating high-frequency signals. Existing la-boratory solutions rely on bulky, expensive electronics with limited band-width, high noise, and non-linearity, hindering the scalability of THz com-munication.
In this project, we propose developing an on-chip topological coherent de-modulator for THz signals using topological photonic crystals, which ex-hibit robust, low-backscattering wave propagation. Leveraging the valley Hall effect in photonic crystals, the device will feature waveguides, beamsplitters, mixers, and balanced detection outputs, integrated on a silicon chip. This all-optical architecture offers a significant improvement over tra-ditional electronics-based systems, with a target demodulation bandwidth over 50 GHz for signals at 300 GHz.
The proposed solution will address key bottlenecks in current THz technolo-gy, including size, bandwidth, and signal-to-noise ratio. As one of the first functional on-chip demodulators for THz frequencies, this device sets a new standard for future applications. Its compact design, scalability, and en-hanced performance position it as a key enabler for 6G wireless systems, driving ultra-fast data transfer for real-world use cases.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-ERC-POC - HORIZON ERC Proof of Concept 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-POC

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Institution d’accueil

CENTRE NATIONAL DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE CNRS
Contribution nette de l'UE
€ 145 000,00
Coût total
Aucune donnée

Bénéficiaires (2)