PHONOGRAPH

Motivation

Die Zukunftsprojekte Industrie 4.0, Internet der Dinge und 5G sind Synonyme für die zunehmende Digitalisierung der Gesellschaft und unmittelbar mit der immer stärkeren Vernetzung von Sensoren, Geräten, Maschinen und Menschen verknüpft. Aktuelle Prognosen gehen davon aus, dass im Jahre 2020 bis zu 50 Milliarden Geräte miteinander vernetzt sind, was zu einer Verzehnfachung der in den heutigen Netzwerken übertragenen Datenmengen führt. Insbesondere dort, wo eine Verkabelung technisch nicht möglich oder zu kostspielig ist, ist die Entwicklung einer kosteneffizienten Technologie zur hochbitratigen Funkübertragung essenziell für die Umsetzbarkeit solcher Zukunftsprojekte.

Ziele und Vorgehen

Ziel des Vorhabens „Phonograph“ ist es, Komponenten bereitzustellen, welche die unterschiedlichsten Bandbreitenanforderungen der vielfältigen Anwendungen von einigen Mbit/s in der Kommunikation zwischen Sensoren zur Zustandsüberwachung von Produktionsanlagen, bis hin zu mehreren 100 Gbit/s für Backhaul-Links in Mobilfunknetzen flexibel erfüllen. Um dies erreichen zu können, bedarf es eines neuen, disruptiven Ansatzes. Phonograph erreicht dies durch den Einsatz einer hybriden Integrationstechnologie mit optischen Wellenleitern auf Polymerbasis als gemeinsamem Fundament. Je nach Anwendung und benötigter Funktionalität können unterschiedlichste Materialsysteme einfach, flexibel und kostengünstig miteinander kombiniert werden. Dazu zählen klassische III/V-Halbleiter für photonische Elemente wie Laser und Detektoren genauso wie neueste Materialsysteme wie Graphen zur Licht-Modulation. Dieses Baukastenprinzip ermöglicht die Realisierung völlig neuartiger Bauelemente, deren modulare Kombination die dringend benötigte Schlüsseltechnologie an der Schnittstelle zwischen Optik und Hochfrequenztechnik ist.

Innovationen und Perspektiven

Die im Rahmen des Vorhabens „Phonograph“ entwickelten Komponenten ebnen den Weg, um drahtlos Datenraten im Tbit/s-Bereich im realen Einsatz zu erzielen, die bisher nur unter Laborbedingungen erreicht werden konnten. Dies eröffnet völlig neue Anwendungsfelder, insbesondere im Hinblick auf die zunehmende Vernetzung sowohl von Menschen, als auch von technischen Geräten. Zudem ergänzen die zu entwickelnden Bausteine den hybriden Integrationsansatz wodurch eine Plattform entsteht, die den Einsatz von integrierter Optik in bisher unerschlossenen Gebieten ermöglichen wird.