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Projekt laufend

EUSTA

Optoelektronischer, ultrabreitbandiger, frequenzstabilisierter Terahertz-Spektrumanalysator

Thema Basistechnologien für Quantentechnologien

Fördermaßnahme Wissenschaftliche Vorprojekte (WiVoPro)

Projektlaufzeit 01.01.2026 - 31.12.2028

Projektvolumen 597200

Förderquote zu 100 % durch das BMFTR gefördert

Optoelektronischer Aufbau
Fraunhofer ITWM

Kernkomponenten des optoelektrischen Frequenzanalysators

Beschreibung

Motivation

Vielfältige Anwendungen im Terahertz-Frequenzbereich (0.1 bis 10 THz) – z.B. zukünftige 6G Kommunikationstechnologien, benötigen unter anderem zur Zulassung hochaufgelöste Frequenzanalysen, die in der Lage sind, Nutz- und Störsignale zu charakterisieren. Bisher existieren keine praktikablen Frequenzmessgeräte mit großer Bandbreite bis etwa 2 THz bei gleichzeitig hochpräziser Frequenzauflösung (Größenordnung <100Hz).
Dank Fortschritten in der Halbleitertechnologie und der integrierten Photonik werden erforderliche Bauelemente für vollintegrierte Geräte zunehmend verfügbar und kosteneffizient.

Ziele und Vorgehen

Zur Erschließung der Messfähigkeit im o.g. Bereich wird ein breitbandiges Hybridkonzept aus photonischer Terahertz-Erzeugung und hochstabiler elektronischer Referenzierung verfolgt. Es werden zwei Dauerstrichlaser bei Telekom-Wellenlänge überlagert, deren Differenzfrequenzen im THz-Bereich liegen. Diese stabilisieren wir mit Referenzfrequenzen aus einer elektronischen Phasenschieber-Regelschleife.
Zudem nutzen wir das sogenannte Vierwellenmischen mit einem weiteren Laser, sowie nicht-lineare Materialien zur Bandbreitenvergrößerung des Terahertz-Spektrumanalysators bis 2 THz.

Innovation und Perspektiven

Durch unseren Ansatz wird die messtechnische Abdeckung des Terahertz-Bereichs ermöglicht, was neue Anwendungsfelder, wie beispielsweise die zerstörungsfreie Materialcharakterisierung, Gasspektroskopie, Biosensorik und viele mehr ermöglicht. Wir unterstützen damit frühzeitig die Transformation zur 6G Kommunikation. Außerdem ersetzt unser Ansatz im Erfolgsfall existierende, rein elektronische, aber dennoch aufwendige und teure, modularer Extender-Lösungen, wodurch ein breiterer Einsatz der Messtechnik ermöglicht wird. Die Lösung verspricht Praktikabilität und langfristige Wirtschaftlichkeit.

Koordinierender Projektpartner

Dr. Maris Bauer 

E-Mail: maris.bauer@itwm.fraunhofer.de

Weitere Infos
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