Integrierte Lösungen für mit optischem orbital angular momentum gemultiplexte Transceiver
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Ziel dieses Projekts war die Entwicklung integrierter optischer OAM-Multiplex-Transceiver zur Verbesserung der Kapazität optischer Kommunikationssysteme. Trotz der Herausforderungen, wie z. B. der Kürzung von Finanzmitteln und Einschränkungen bei der Zusammenarbeit aufgrund der Pandemie und geopolitischer Spannungen, hat das Projekt wichtige Meilensteine erreicht. Zu den wichtigsten Ergebnissen gehören: Rechteckige dielektrische Wellenleiter können OAM-Zustände niedriger Ordnung effizient übertragen, aber Moden höherer Ordnung erfordern aufgrund von Phasenfehlanpassungen und Verschlechterung der Modenreinheit eine Optimierung. • Es wurde ein innovativer Ansatz entwickelt, um die Datenübertragungsgeschwindigkeiten zwischen den Chips und innerhalb der Chips zu erhöhen, was eine sichere optische Hardware-zu-Hardware- Kommunikation auf dem Chip ermöglicht. • Multimode-Wellenleiter haben das Potenzial, als verlustarme Komponenten für On-Chip-Kommunikationssysteme eingesetzt zu werden und unterstützen die Übertragung von OAM-Moden höherer Ordnung auf einem Silizium-Interposer. Diese Ergebnisse zeigen das Potenzial für robuste, skalierbare und energieeffiziente OAM-basierte Lösungen in der optischen Kurzstreckenkommunikation mit Anwendungen in der Quanteninformationsübertragung, der Materialmikroskopie und in Sensoren zur Gesundheitsüberwachung. Die Ergebnisse des Projekts ebnen den Weg für künftige Fortschritte bei OAM-Multiplex-Transceivern und die Miniaturisierung optischer Kommunikationssysteme, um der „Kapazitätskrise“ in der Glasfaserkommunikation zu begegnen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Design, Fabrication, and Comparison of 3D Multimode Optical Interconnects on Silicon Interposer. Journal of Lightwave Technology, 38(13), 3454-3460.
Charania, Sujay; Neumann, Niels; Killge, Sebastian; Winkler, Felix; Al-Husseini, Zaid; Szilagyi, Laszlo; Henker, Ronny; Ellinger, Frank; Plettemeier, Dirk & Bartha, Johann W.
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Modeling and Optimization of Vortex Modes Propagation in Rectangular Dielectric Waveguides. IEEE Photonics Journal, 12(1), 1-17.
Lyubopytov, Vladimir S.; Kutluyarov, Ruslan V.; Bagmanov, Valeriy K.; Neumann, Niels & Sultanov, Albert K.
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Wavelength-Tunable Vortex Beam Emitter Based on Silicon Micro-Ring with PN Depletion Diode. Sensors, 22(3), 929.
Stepanov, Ivan V.; Fatkhiev, Denis M.; Lyubopytov, Vladimir S.; Kutluyarov, Ruslan V.; Grakhova, Elizaveta P.; Neumann, Niels; Khonina, Svetlana N. & Sultanov, Albert K.
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Multimode Optical Interconnects on Silicon Interposer Enable Confidential Hardware-to-Hardware Communication. Sensors, 23(13), 6076.
Zhang, Qian; Charania, Sujay; Rothe, Stefan; Koukourakis, Nektarios; Neumann, Niels; Plettemeier, Dirk & Czarske, Juergen W.
