Ultrabreitbandiger Photonisch-Elektronischer Analog-Digital-Wandler (PACE) - Phase 2

Photonisch-elektronische Signalverarbeitungskonzepte in Verbindung mit hochstabilen Jitter-armen modengekoppelten Kurzpuls-Lasern eröffnen vielversprechende Möglichkeiten zur breitbandigen rauscharmen Analog-Digital-(A/D-)Wandlung elektrischer Signale. Gegenstand von PACE sind integrierte photonisch-elektronische Analog-Digitalwandler, die sich zeitlicher oder spektraler Multiplexing-Ansätze bedienen und mit denen sich die Begrenzungen herkömmlicher Konzepte bzgl. des Auflösungs-Bandbreiteproduktes überwinden lassen. Dabei sollen neben den Signalwandlern selbst auch die zugehörigen Kurzpulslaser erarbeitet werden, um einen ganzheitlichen Lösungsansatz zur Verfügung zu stellen und damit den Weg für die weiterführende Systemintegration zu ebnen.Aufbauend auf den Ergebnissen der ersten Förderphase zielen die Arbeiten der zweiten Phase nun darauf ab, die Bandbreite von A/D-Wandlern auf Basis spektraler Multiplexverfahren auf 400 GHz zu erhöhen und ein integriertes optoelektronisches Wandlersystem im Chip-Format zu realisieren. Im Hinblick auf A/D-Wandler nach dem Prinzip des zeitlichen Multiplexings sollen neuartige optisch getriggerte Track-and-Hold-Verstärker und optoelektronische Phasenregelschleifen aus der ersten Förderphase genutzt werden. Integriert-optische modengekoppelte Laser mit optischen Verstärkermedien auf Basis seltener Erden dienen als Referenz zur Stabilisierung halbleiterbasierter Kammlaser, mit denen sich die Pulswiederholrate unter Beibehaltung eines geringen zeitlichen Jitters entscheidend erhöhen lässt. Zur breitbandigen Signalwandung werden elektro-optische Modulatoren erarbeitet, die auf organischen elektro-optischen Materialien oder Lithiumniobat-Dünnschichtstrukturen beruhen.