Kompakte Module für die Erzeugung von Photonenpaaren

Photonenquellen sind entscheidend für Quantenkommunikation, Quantensensorik und Quantencomputer. Das Fraunhofer HHI integriert mit der Technologie der mikrooptischen Bankt seiner PolyBoard-Plattform nichtlineare Kristalle (ppKTP, ppLN, etc.) mit photonischen Komponenten auf einem Chip. Diese Innovation ermöglicht kompakte, optisch gepumpte Photonenpaarquellen durch spontane parametrische Abwärtskonversion. Die Module sind nutzerfreundlich fasergekoppelt und temperaturgesteuert.

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Photonische integrierte Schaltungen für CV- und DV-QKD

Das Fraunhofer HHI entwickelt Module für die Quantenkommunikation mit kontinuierlichen (CV) und diskreten (DV) Variablen, indem die Möglichkeiten der photonischen Integration genutzt werden. Die Module können kundenspezifisch angepasst werden, um verschiedene Protokolle zu unterstützen und eine nahtlose Integration in bestehende Infrastrukturen zu ermöglichen.

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Mode-Locked und External-Cavity Lasers

Die SiN-Waferlinie des Fraunhofer HHI ermöglicht die hybride Integration von SiN-PICs mit aktiven InP-Komponenten für modengekoppelte Laser mit maßgeschneiderter Wiederholrate und abstimmbaren Lasern mit externem Resonator, die bei NIR-Wellenlängen arbeiten.

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Weit durchstimmbarer Laser mit geringer Linienbreite

Fraunhofer HHI hat durchstimmbare Laser entwickelt, die sich monolithisch integrieren lassen.. Derzeit sind die Laser auf dedizierten Wafern erhältlich. MPW-Bausteine werden ab MPW#40 verfügbar sein.

Anstehende MPW-Läufe:
MPW#39: 01.08.2025
MPW#40: 01.11.2025

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Direkt modulierter Hochgeschwindigkeitslaser

Das Fraunhofer HHI bietet direkt modulierte Hochgeschwindigkeitslaser (DMLs) für den gekühlten und ungekühlten Betrieb im O- und C-Band an.

• DFB-basierte DMLs (links): Arbeiten mit 28 Gbit/s NRZ im ungekühlten Betrieb und zeichnen sich durch einen niedrigen Schwellenstrom (<6 mA), hohe Ausgangsleistung (>30 mW) und eine Modulationsbandbreite von 27 GHz bei 20 °C aus.

• Duale DFB-basierte DMLs (rechts): Diese DMLs nutzen die Photonen-Photonen-Resonanz (PPR) und erreichen 72 Gbps NRZ im gekühlten Betrieb und 40 Gbps NRZ im ungekühlten Betrieb. Sie weisen einen Schwellenstrom <10 mA, eine Ausgangsleistung >15 mW und eine Modulationsbandbreite >57 GHz bei 20°C auf. Außerdem sind Hochgeschwindigkeits-DML-Arrays verfügbar.

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Einzelphoton-Detektion für Quantenkommunikation und -sensorik

Das Fraunhofer HHI bietet Photodetektormodule für die Einzelphotonendetektion an, einsetzbar vom O- bis zum L-Band. Die SPAD-Chips in den Modulen basieren auf ausgereifter InP-Technologie und werden in der Wafer-Prozesslinie des Fraunhofer HHI mit Telcordia- und weltraumgeeigneten Prozessen hergestellt. Die SPAD-Lieferkette verläuft vollständig innerhalb der EU, einschließlich des Packagings am Fraunhofer HHI.

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Innovativer optischer Referenzsender und -empfänger für Datenübertragung in Hochgeschwindigkeit

Fraunhofer HHI präsentiert auf der OFC fortschrittliche optische Referenzsender und -empfänger, die für die Datenübertragung der nächsten Generation in neuen Wellenlängenbereichen entwickelt wurden:

• O-Band-Multiformat-Sender: Wandelt elektrische Datensignale in I/Q-modulierte optische Signale im O-Band (1260-1360 nm) und ermöglicht so flexible und leistungsstarke Referenzsender in neuen Wellenlängenbändern.
• 70-GHz-Kohärenter O-Band-Empfänger: Ein kohärentes Receiver-Frontend für das O-Band (1260–1360 nm) mit Polarisations- und Phasendiversität, das die Einrichtung hochbandbreitenfähiger Referenzempfänger mit anschließender präziser Signalverarbeitung für anspruchsvolle Anwendungen erlaubt.

Lösungen sind auch in anderen Wellenlängenbereichen von O- bis U-Band verfügbar. Darüber hinaus arbeitet das Fraunhofer HHI mit ID Photonics zusammen, um hochintegrierte optische Test- und Messgeräte zu entwickeln, die speziell auf die Anforderungen moderner Telecom- und Datacom-Anwendungen zugeschnitten sind:

• Kohärenter optischer Referenzempfänger: Ein Empfänger mit bis zu 60 GHz Bandbreite, ideal für Terabit/s-Datenübertragung und anspruchsvolle Signalverarbeitung.
• DP-IQ Referenz-Sender: Ein Sender mit einer Bandbreite von bis zu 80 GHz, der elektrische Datensignale in verschiedene optische Modulationsformate mit stabiler Bias-Steuerung umwandelt, ideal für die Forschung und Entwicklung modernster Telekommunikations- und Datenkommunikationssysteme.

Diese Lösungen bieten herausragende Flexibilität und Leistung für die digitale Zukunft optischer Netzwerke.

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Mit kaskadiertem Analogmultiplexing

Unser Prototyp eines High-Speed Digital-Analog-Wandler (DAC) nutzt unsere kaskadierte Analog-Multiplexing (AMUX) Technologie und einen FPGA-Treiber, um eine kosteneffiziente Lösung für die Erzeugung von Breitbandsignalen mit möglicher Echtzeitfähigkeit zu bieten.

Weiterlesen: High-Speed Cascaded Analog Multiplexing DAC und Ultra-Broadband Signal Generation.

Flexible und effiziente Laborstromversorgung

Das Fraunhofer HHI stellt die modulare Multi-Source-Stromversorgung vor, die darauf ausgelegt ist, Laboraufbauten zu optimieren, indem mehrere Stromquellen in einer einzigen, kompakten Einheit zusammengefasst werden. Mit bis zu 12 Kanälen pro Steckplatz über 8 Steckplätze hinweg bietet sie anpassbare Strom- und Spannungsausgänge, Lasertreiber und TEC-Regler. Dieses modulare System erhöht die Präzision und reduziert den Kabelsalat, wodurch es ideal für verschiedene Forschungsbereiche wie Elektronik, Photonik und Halbleiterentwicklung ist. Die Ethernet-Konnektivität und die kleine Bauform gewährleisten vielseitige und effiziente Laboroperationen.

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Quantum Key Distribution (QKD) ermöglicht einen zukunftssicheren Langzeitschutz von sensiblen Daten und Kommunikationsanwendungen - auch gegen die anstehenden Sicherheitsbedrohungen durch Quantencomputer. Das Fraunhofer HHI hat ein leistungsstarkes QKD-System entwickelt, welches sich nahtlos in Infrastrukturen moderner Telekommunikationsnetze integrieren lässt.

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Ein vielseitiges Messgerät zur Digitalisierung von Ereignissen im Zeitbereich mit einer Auflösung von bis zu 0,1 Nanosekunden

Der Timetagger des Fraunhofer HHI ist ein vielseitiges Messgerät mit mehreren Eingangskanälen, das die Zeitpunkte von Ereignissen mit einer Auflösung von 100 ps digitalisiert. Schaltpegel und Hysterese können für jeden Eingangskanal individuell eingestellt werden. Die digitalisierten Ereignisse lassen sich über eine Netzwerkschnittstelle auslesen.

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Das Einzelphotonendetektionsmodul des Fraunhofer HHI bietet eine effiziente, kompakte und kosteneffektive Lösung für die präzise Detektion einzelner Photonen im optischen C-Band und O-Band. Es ist ideal für die Quantenkommunikation und zeichnet sich durch modernste Detektionseffizienz und niedrige Dunkelzählraten aus.

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Datenhoheit und LLM-gestützte Funktionen für End-to-End Netzwerküberwachung

Dieser Softwareprototyp ermöglicht eine umfassende Überwachung von optischen Netzwerkinfrastrukturen über mehrere Anbieter- und Domänengrenzen hinweg. Die Technologie ermöglicht es, die Nutzung von Daten gezielt einzuschränken, sodass Telemetriedaten auch zwischen verschiedenen Teilnehmern ausgetauscht werden können – unter Einhaltung von Datenschutzbestimmungen und Vertraulichkeitsvereinbarungen (NDAs).

Die folgenden neuen Funktionen werden an unserem Stand präsentiert:

• LLM-gestützter Network Copilot mit NDA-Konformität: Diese Funktion ermöglicht eine intuitive Interaktion mit NETCONF-/OpenConfig-fähigen Geräten durch einfache, menschlich formulierte Eingaben. Dadurch können auch weniger erfahrene Netzwerkadministratoren Aufgaben umsetzen, die sonst nur durch hochqualifizierte Administrator*innen möglich wären – etwa die Generierung von API-Client-Code sowie die Analyse und das Verständnis protokollspezifischer Antworten.
• Datenfreigaberichtlinien für mehrere Stakeholder*innen: Diese Funktion bietet verschiedene Richtlinien zur eingeschränkten Nutzung und Freigabe von Netzwerkdaten, darunter Anonymisierung, zeitbasierte, standortbasierte und stakeholder-spezifische Einschränkungen – basierend auf den Prinzipien der International Data Spaces Association (IDSA).

Wir präsentieren diese Funktionen von NOBS anhand einer Reihe von Demonstrationen auf einem SDN-fähigen optischen Netzwerk-Testbed.

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Next Generation Laser Based Optical Wireless Communication

Das Fraunhofer HHI engagiert sich für die Entwicklung der nächsten Generation optischer Drahtkommunikationssysteme. LiFi 2.0 kombiniert laserbasierte Sender mit hoher Leistung mit Arrayempfängern. Dieser Ansatz ermöglicht ein weites Gesichtsfeld mit elektronischer Ausrichtung für bis zu 4 Nutzern mit Datenraten bis zu 10 Gbit/s.

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