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PhotoniX: PHOTOconversion for Novel Integrated X-systems

Projektbeschreibung

Sonnenlicht in Laserlicht verwandeln

Bei den meisten Lasern dient Strom zum Pumpen, was ihrer Effizienz und Autonomie in abgelegenen oder im Zugang zu Energie beschränkten Umgebungen Grenzen setzt. Sonnenlicht, eine reichlich vorhandene und saubere Energiequelle, bietet hier eine überzeugende Alternative. Das Team des EIC-finanzierten Projekts PHOTONIX entwickelt eine neue Klasse solarbetriebener Thulium-dotierter Faserlaser, die das Sonnenlicht direkt in kohärente Strahlung im mittleren Infrarotbereich um 2 µm umwandeln können. Zu diesem Zweck wird im Rahmen des Projekts ein optisches, der Sonne nachgeführtes System konzipiert, das Sonnenlicht effizient in speziell gestaltete optische Fasern einkoppelt, die in Hinsicht auf Wärmemanagement und hohe Leistung optimiert sind. Als Ziel gilt die Demonstration einer kontinuierlichen, energieautarken Laserquelle. In Zukunft könnten derartige Systeme Anwendungen von fortgeschrittenen Fertigungs- und Medizintechnologien bis hin zu energieunabhängigen Photoniksystemen für abgelegene Umgebungen und zur Erforschung des fernen Weltraums unterstützen.

Ziel

PhotoniX aims to revolutionize laser technology by introducing a radically new class of solar-powered, Thulium-doped fiber lasers (TDFLs) that directly convert sunlight into coherent mid-infrared (midIR) laser radiation at 2 µm. This groundbreaking approach bypasses traditional electricity-dependent laser pumping, enabling energy-autonomous photonic systems critical for terrestrial and space applications. The project addresses major barriers limiting current solar-pumped fiber lasers (SPFLs), such as inefficient solar coupling, suboptimal excitation dynamics, thermal instability, and fundamental étendue constraints inherent in incoherent solar radiation.
PhotoniX targets three transformative breakthroughs: a novel sun-tracking adaptive optical system optimized for efficient side-coupling of spatially incoherent sunlight into multi-mode fibers; advanced double- and triple-clad multi-mode optical fibers engineered for solar pumping with robust thermal management; and the first demonstration of a continuous-wave SPFL emitting at practical power levels in the mid-IR regime. By leveraging interdisciplinary expertise, the consortium will validate a compact, high-performance laser prototype at TRL 4, achieving quantum efficiencies over 30%, an order-of-magnitude improvement compared to current SPFL technologies.
The project's integrated approach combines innovative solar optics, tailored optical fibers, and novel laser cavity designs, overcoming longstanding scientific and technological hurdles. This will open unprecedented opportunities across advanced manufacturing, biomedicine, quantum photonics, and particularly in energy-autonomous photonic systems crucial for deep-space exploration, resilient healthcare, and sustainable industrial applications. Fully aligned with the EIC’s vision, PhotoniX offers transformative societal and economic impacts by enabling clean, deployable, electricity-independent photonic solutions.

Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)

Schlüsselbegriffe

Programm/Programme

Thema/Themen

Finanzierungsplan

HORIZON-EIC - HORIZON EIC Grants

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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung

(öffnet in neuem Fenster) HORIZON-EIC-2025-PATHFINDEROPEN

Alle im Rahmen dieser Aufforderung zur Einreichung von Vorschlägen finanzierten Projekte anzeigen

Koordinator

THE CYPRUS INSTITUTE
Netto-EU-Beitrag
€ 611 568,75
Adresse
CONSTANTINOU KAVAFI 20
2121 Nicosia
Zypern
Region
Κύπρος Κύπρος Κύπρος
Aktivitätstyp
Higher or Secondary Education Establishments
Links
Gesamtkosten
€ 611 568,75

Beteiligte (3)