Die PolyBoard Plattform des Fraunhofer HHIs ermöglicht die Hybridintegration aktiver und passiver optischer Komponenten in photonisch integrierte Schaltkreise (PICs).

Die Entwicklung einer integrierten mikro-optischen Bank ermöglicht es zudem SM fibers, GRIN Linsen, NLO Kristalle,  λ/2 und  λ/4 Platten, PBS/PBC, Dünnfilmfilter, aber auch aktive Komponenten wie Laser, Detektoren und Modulatoren einfach zu integrieren.

SiN-Mikroring­resonatoren als hochpräzise Disposables

Photonische Integrierte Schaltkreise (PIC) auf Basis von SiN gewinnen nicht nur in der Telekommunikation, sondern auch in der Point-of-Care (PoC) Sensorik für Diagnostik, Umweltanalytik, Life Science und auch Lebensmittelanalytik zunehmend an Bedeutung.

Die Fraunhofer HHI Mikroring¬resonatoren, funktionalisiert mit Fängermolekülen können genau diese Anforderungen erfüllen. Ziel der Technologieentwicklung ist die Etablierung eines kostengünstigen Einwegsensors mit mehreren Sensorkanälen, die jeweils für den Nachweis verschiedener chemischer oder biologischer Substanzen sensibilisiert sind.

Drahtlose, hochbitratige Kommunikationslinks bei (sub-)THz Trägerfrequenzen

Basierend auf ausgereifter InP-Technologie entwickelt das Fraunhofer HHI photonische Komponenten und Systeme für die hochbitratige Terahertz-Kommunikation. Diese Komponenten ermöglichen eine nahtlose Integration in moderne, glasfaserbasierte Kommunikationssysteme und erlaubt die Verwendung komplexer Modulationsformate wie 32QAM, 64QAM oder QPSK. So konnten bei 300 GHz Trägerfrequenz und 32QAM bis zu 160 Gbit/s demonstriert werden (Nellen et al., JLT 40(13), 2022).

100 GHz bis 4,5 THz Bandbreite mit einem einzigen System

Die vom Fraunhofer HHI entwickelten photonischen Terahertz-Komponenten und -Systeme eignen sich bestens für die Prüf- und Messtechnik für 6G and beyond. Im Gegensatz zu elektronischen Mischern ermöglichen diese photonischen Systeme den breitbandigen Zugang zu Frequenzen zwischen 100 GHz und 4,5 THz mit einem einzigen System. Da die Frequenzen zukünftiger drahtloser Kommunikationskanäle noch nicht abschließend festgelegt sind, trägt unser Ansatz dazu bei, diese Unsicherheit zu verringern, indem er Zugang zu einem großen Spektralbereich ermöglicht.

Komponenten für 1Tb/s Transmission und Microwave Photonics

Das Fraunhofer HHI präsentiert Single und Balanced Photodetektormodule mit einer Bandbreite von bis zu 145 GHz für den Einsatz im O- bis L-Band Wellenlängenbereich. Der Anwendungsbereich der Module konzentriert sich vor allem auf Test- und Messsysteme. Für das Anwendungsgebiet der Mikrowellenphotonik werden Hochleistungsphotodetektormodule vorgestellt.

High-Speed Elektro-Optische Modulatoren und mehr

Elektro-optischer Hochgeschwindigkeits-Phasenschieber, Faser-Punkt-Größenwandler, thermo-optischer Phasenschieber, On-Chip-Widerstand und andere Bausteine auf Dünnfilm-Lithium-Niobat für Mach-Zehnder-Modulator-basierte PICs.

4.9 W 1550 nm Großflächenlaser

Fraunhofer HHI entwickelt 1550 nm InGaAsP MQW basierte Einzelemitter mit 100 µm Streifenbreite und einer CW Ausgangsleistung von 4,9 W bei 20 °C Betriebstemperatur. Die maximale Konversionseffizienz liegt bei 40%. Ein spezielles Design mit geringen optischen Verlusten und großer optischer Kavität ermöglicht ein schmales optisches Fernfeld von 25° x 15° FWHM. Optional bieten wir die Laser auch mit Wellenlängenstabilisierung (DBR) an.

Wir zeigen neuromorphes Computing unter Verwendung einer Reservoir-Architektur für Anwendungsfälle wie die intelligente Überwachung des neuesten optischen Modulationsformats. Unsere 4mm x 7mm SOI-basierte photonische integrierte Schaltungshardware kann Modulationsformate nach 100km Übertragung mit einer Genauigkeit von >97% vorhersagen.