Arbiträre Digitale Verarbeitung von Signalen mit THz-Bandbreite mit Hilfe Optisch-Elektronisch-Optischer Interferometer - Phase 2 (INTERFERE2)

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Sebastian Randel; Professor Dr. Martin Schell
• Fachliche Zuordnung: Kommunikationstechnik und -netze, Hochfrequenztechnik und photonische Systeme, Signalverarbeitung und maschinelles Lernen für die Informationstechnik
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2023
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 403187162

Ein optisch-elektronisch-optisches Interferometer (OEO-Interferometer) erweitert die Funktionalität eines gewöhnlichen Mach-Zehnder Interferometers (MZI) in flexibler Weise um lineare, nichtlineare und sogar zeitlich veränderliche Transferfunktionen für optische Wellen. Während ein gewöhnliches MZI ein optisches Signal aufteilt und nach eher einfachen optischen Operationen in einem oder in beiden Interferometerarmen kombiniert, beinhaltet das OEO-Interferometer in einem Arm einen digitalen kohärenten Empfänger gefolgt von digitaler Signalverarbeitung sowie elektro-optischer Quadraturmodulation. Eine derartige Struktur kann verwendet werden, wenn ein bestimmter Spektralbereich eines ultrabreiten optischen Signals verändert werden soll, ohne die übrigen Spektralbereiche zu beeinflussen. Nach dem ersten experimentellen Konzeptnachweis eines OEO-Interferometers mit einem optisch nichtdurchlässigen Pfad innerhalb der INTERFERE Projektes in der ersten Phase des Schwerpunktprogramms hat das beantragte INTERFERE2 Projekt im Hinblick auf die Demonstration von fortgeschrittenen Operationen mit einem OEO-Interferometer die folgenden Zielsetzungen: 1. Erforschung von neuartigen Algorithmen für die Echtzeitverarbeitung in einem OEO-Interferometer als Add/Drop-Multiplexer mit einer Phasenregelschleife. 2. Monolithisch integrierte Transceiverschaltkreise mit einer Phasenstabilisierten externen Verzögerungsleitung. 3. Konzeptnachweis für einen ultrabreitbandigen Arbeitsbereich eines einzelnen OEO Interferometers z.B. in einem filterlosen Experiment mit Wellenlängenmultiplex mit einem einstellbaren optischen Lokaloszillator. 4. Studie über die Verwendung von zwei oder mehr parallelen OEO-Interferometern mit gleichzeitigem Zugriff und breitbandiger Modifikation eines zusammenhängenden optischen Spektrums. 5. Demonstration und Evaluation eines OEOinterferometers, welches den integrierten Chip und die Echtzeitalgorithmen vereint. Mit dem OEO-Interferometer steht ein fortgeschrittenes kombiniertes elektronisch-photonisches System im Zentrum des Projektes, welches durch Ausnutzung von neuester photonischer Integrationstechnologie in Verbindung mit effizienter digitaler elektronischer Signalverarbeitung Zugriff auf eine enorme optische Bandbreite erlaubt. Die Projektergebnisse sollen dazu beitragen, fundamentale Grenzen der rein elektronischen Signalverarbeitung zu überwinden.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2111: Integrierte Elektronisch-Photonische Systeme für die Ultrabreitbandige Signalverarbeitung
• Mitverantwortlich: Dr.-Ing. Patrick Runge