c't 11/2016
S. 35
News
Forschung

On-Chip-Lichtquelle für optische Prozessoren

Beim neuen On-Chip-Schaltelement emittiert ein unter Spannung gesetztes Kohlenstoff-Nanoröhrchen (Bildmitte) Photonen, die von einem Kristall-Wellenleiter spektral aufgelöst, gebündelt und in ein photonisches Netzwerk geleitet werden. Bild: KIT

Wissenschaftler der Universität Münster, der TU Darmstadt und des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben ein On-Chip-Schaltelement entwickelt, das elektrische Signale in Lichtsignale umwandelt und für schnelle optische Datenübertragungen in künftigen Prozessoren genutzt werden könnte.

Als Lichtquelle verwenden die Wissenschaftler kleine Röhrchen aus Kohlenstoff, die Photonen erzeugen, wenn man eine elektrische Spannung an sie anlegt. Dazu werden etwa einen Mikrometer langen und einen Nanometer dicken Kohlenstoffröhrchen auf zwei Metallkontakten positioniert, die quer zu einem darunterliegenden Lichtwellenleiter angeordnet sind.

Der Lichtwellenleiter ist mit kleinen Hohlräumen versehen, in die die Photonen einkoppeln. „Die Nanostrukturen wirken wie ein photonischer Kristall und erlauben es, die Eigenschaften des Lichts aus dem Röhrchen maßzuschneidern“, erklären Felix Pyatkov und Valentin Fütterling vom Institut für Nanotechnologie des KIT. „So können wir sehr schmalbandiges Licht in der gewünschten Farbe auf dem Chip erzeugen.“

Wie die Forscher im Fachmagazin Nature Photonics berichten, kann der neue elektro-optische Signalwandler Licht einer gewünschten Wellenlänge mithilfe des photonischen Kristalls fast so stark wie ein Laser bündeln. Außerdem soll er mit hoher Geschwindigkeit (bis in den GHz-Bereich) auf Signaländerungen reagieren können.

Bei der Herstellung des Schaltelements setzen die Wissenschaftler unter anderem das Dielektrophorese-Verfahren ein, um Kohlenstoffröhrchen aus einer Lösung abzuscheiden und auf den Lichtwellenleitern anzuordnen. Die Gravur des Wellenleiters mit den nur wenige Nanometer großen Hohlräumen erfolgt per Elektronenstrahl-Lithografie. (pmz@ct.de)

Würzburger Informatiker gewinnen Raumfahrt-Wettbewerb des DLR

Zwei Informatiker der Universität Würzburg haben den Gesamtsieg beim Wettbewerb „INNOspace Masters 2016“ des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) errungen. Ausgezeichnet wurden Dr. Sergio Montenegro, Professor für Informationstechnik in der Luft- und Raumfahrt, und Diplom-Informatiker Tobias Mikschl für das Projekt „Skith“, das einen Betrieb von Satelliten ohne interne Verkabelung ermöglichen soll.

Bislang müssten sämtliche Einzelkomponenten eines Satelliten über Elektrokabel miteinander verbunden werden, erklärt das DLR. Bei Skith (Akronym für „Skip the Harness“) werden anstelle von Kabeln hingegen miniaturisierte Hochgeschwindigkeits- und Echtzeit-Funkmodule mit kurzer Reichweite auf Grundlage der Ultrabreitband-Technologie (UWB) eingesetzt.

Laut DLR verringern sich dadurch Planungsaufwand und Kosten, außerdem soll die technische Zuverlässigkeit und Flexibilität des Satelliten zunehmen. „Die Technik liegt fertig in unseren Laboren und ist bereit, unter Echtbedingungen im Weltraum getestet zu werden“, schildert Informatiker Mikschl. Eine Mitfluggelegenheit auf einem Satelliten sei bereits in Aussicht. (pmz@ct.de)

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