Sie können Licht erzeugen, detektieren, modulieren und speichern, um hochfrequente Terahertzstrahlung zu empfangen und zu verarbeiten – theoretisch. Noch sind lediglich einzelne Bestandteile optischer Chips entwickelt; bis zu vollständigen Schaltkreisen auf Photonen-Basis sind noch einige Herausforderungen zu meistern. Diesen stellt sich nun das internationale Doktorandennetzwerk TERAOPTICS, in dem Doktorandinnen und Doktoranden von Universitäten und Forschungseinrichtungen weltweit sowie von mehreren europäischen Industrieunternehmen in 15 Teilprojekten unterschiedliche Aspekte der Technologie erforschen. Ziel ist es, optisch integrierte Halbleiterchips zu entwickeln, also Schaltkreise, die anstelle von Elektronen mit Photonen arbeiten. Dadurch ließen sich THz-Signale effizienter erzeugen und präziser verarbeiten – ein fundamentaler Vorteil beispielsweise für die Materialanalyse oder die Übertragung höchster Datenraten per Funk.
Eine der größten Herausforderungen ist der Aufbau aus verschiedenen Materialsystemen, denn im Gegensatz zu komplett Silizium-basierten elektronischen Chips brauchen die Bestandteile der optischen Technologie verschiedene Trägermaterialien – und müssen dennoch in einem integrierten System funktionieren. Forschungsbedarf besteht daher auch beim Design der Chips, ihrer Mikrostrukturierung sowie bei der Aufbau- und Verbindungstechnik.
TERAOPTICS ist das erste von der UDE koordinierte europäische Doktorandennetzwerk. Wie groß das Interesse am Thema ist, zeigt die große Anzahl assoziierter Partner, darunter die Europäische Weltraumorganisation ESA, der Europäische Verband der Photonischen Industrie, aber auch viele Start-ups und kleine Unternehmen. Die EU fördert das Netzwerk im Marie-Skłodowska-Curie-Programm innerhalb von Horizont 2020.
