SPP 2314 - MLL-basierte Integrierte THz Frequenz-Synthesizers (MINTS) Phase 2

?bergeordnetes Ziel des Projekts MINTS (Phase 1 und 2) ist die Untersuchung und Demonstration von elektronisch-photonischen THz-Frequenzsynthesizer-Architekturen, die kompatibel mit Silizium-Photonik und Indiumphosphit (InP) Photonik-Technologien sind und extrem kleines Phasenrauschen aufweisen. Das geringe Phasenrauschen wird durch Synchronisation von elektronischen oder optischen Oszillatoren auf optische Referenzen mit sehr niedrigem Phasenrauschen, z.B. einem modengekoppelten Laser (MLL) oder einem optischen Frequenzkamm (OFC) erreicht. Damit lassen sich miniaturisierte elektronisch-photonische THz-Frequenzsynthesizer mit au?ergew?hnlich niedrigem Phasenrauschen realisieren. Die Miniaturisierung des MLL oder OFC selbst steht nicht im Mittelpunkt des MINTS-Projekts. In Phase 2 des Projekts wird der Schwerpunkt auf der weiteren Integration, Miniaturisierung, sowie Verbesserung und Validierung der in Phase 1 entwickelten Konzepte, Bauelemente und Schaltungen liegen. Es werden neuartige Materialien vorgeschlagen, um bei der Verwendung von optischem injection-locking (OIL) ein geringes Phasenrauschen zu erreichen. Die Integration von optischen Hochfrequenz-Bandpassfiltern mit geringer Bandbreite in der InP-Plattform wird untersucht. Es werden Laser mit geringem Phasenrauschen entwickelt, um eine optische Phasenregelschleife (OPLL) in einem kontinuierlich abstimmbaren THz-Synthesizer mit sehr niedrigem Phasenrauschen zu erm?glichen. In Phase 1 wurde ein optoelektronischer Phasenregelkreis (OEPLL) mit exzellentem Phasenrauschen demonstriert, in dem ein Mikrowellen-Oszillator auf die optische Pulsfolge eines MLL mittels eines balancierten optischen Mikrowellen-Phasendetektors (BOMPD) synchronisiert wurde. In Phase 2 soll das Phasenrauschen von OEPLL und OPLL durch neuartige Techniken, wie der Erzeugung von Oberwellen h?herer Ordnung in der Rückkopplung und optimierter Laser verbessert werden. Eine hochintegrierte THz OEPLL wird durch die hybride Integration eines BOMPD Chips in Siliziumphotonik-Technologie und eines SiGe THz-Emitter-Chips mit on-chip 10 GHz VCO und 300 GHz Frequenzmultiplizieren implementiert, um eine miniaturisierte THz-Quelle mit sehr geringem Phasenrauschen zu demonstrieren.