Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat mit „Integrierte Elektronisch-Photonische Systeme für die ultrabreitbandige Signalverarbeitung“ ein neues Schwerpunktprogramm (SPP) eingerichtet, das von der Universität Paderborn koordiniert wird. Das SPP, geleitet von Prof. Dr.-Ing. Christoph Scheytt vom Heinz Nixdorf Institut, hat ein Gesamtbudget von zwölf Millionen Euro und eine Laufzeit von sechs Jahren. Ziel ist es, grundlegende Grenzen der elektronischen Signalverarbeitung und elektronischer Mikrochips durch die Kombination von elektronischer und optischer Signalverarbeitung zu überwinden. Dabei sollen u. a. neueste nanoelektronische bzw. nanophotonische Halbleitertechnologien zum Einsatz kommen.
„Rein elektronische Signalverarbeitung arbeitet auf Basis von Transistoren, deren Geschwindigkeit und Eigenrauschen in der Vergangenheit immer weiter verbessert werden konnten, aber jetzt aus physikalischen Gründen kaum mehr steigerbar sind“, erklärt Scheytt. Dagegen ermögliche die optische Signalverarbeitung schon jetzt sehr viel höhere Signalgeschwindigkeiten (Bandbreite, Datenrate) und ein geringeres Rauschen von Signalquellen. Das übergeordnete Ziel des SPP sei es daher, aus einer Systemperspektive heraus neue Schaltungen, Systeme und Algorithmen für die photonisch-elektronische Signalverarbeitung zu erforschen. Dazu Scheytt: „Es soll durch die Entwicklung von hochintegrierten photonisch-elektronischen Chips in fortschrittlichen Halbleitertechnologien auch gezeigt werden, dass wesentlich schnellere, energieeffizientere und rauschärmere Systeme realisiert werden können“.
Die höhere Leistungsfähigkeit der neuartigen photonisch-elektronischen Systeme und Algorithmen ermögliche es, gleichzeitig auch die Energieeffizienz von informationsverarbeitenden Systemen stark zu verbessern. Dadurch könne in Zukunft die Belastung von Umwelt und Klima durch die Informations- und Kommunikationstechnologie reduziert werden. Scheytt: „Darüber hinaus ermöglichen die Schaltungen auch sehr kleine und kostengünstige Hardware-Realisierungen, was ganz neue Anwendungen z. B. für die Diagnostik in der Medizintechnik, autonome Fahrzeuge und das Internet der Dinge ermöglicht“.
Im Heinz Nixdorf Institut der Universität fanden jetzt die Auftaktveranstaltungen statt. Das neue Schwerpunktprogramm startete mit einem wissenschaftlichen Workshop und einer Summerschool für Doktoranden. Etwa 35 Teilnehmer von verschiedenen Universitäten und Forschungsinstituten aus Deutschland diskutierten die Forschungsvorhaben und Möglichkeiten zu projektübergreifenden Kooperationen.
