Joint Lab Quantum Photonic Components

Quantenphysikalische Messkonzepte beruhen häufig auf dem Ansatz, die Messung des Wertes einer physikalischen Größe auf die Messung einer Frequenz zurückzuführen. Nicht selten sind die zu bestimmenden Frequenzen optische Frequenzen oder Unterschiede zwischen optischen Frequenzen. Sie werden mittels schmalbandiger oder ultra-schmalbandiger Laser "realisiert".

  • ECDL für JOKARUS-Experiment im Weltraum
    [+] Mikrointegriertes Extended Cavity Diodenlaser-Modul für die Präzisionsspektroskopie von Jod im Weltraum, eingesetzt im JOKARUS-Experiment
  • FOKUS-Lasereinheit
    [+] Fasergekoppeltes Rubidium-Lasermodul, das auf der Texus51-Rakete für das FOKUS-Experiment im Weltraum eingesetzt wurde.
  • Hybrid-integrierter MOPA für Rubidium-Spektroskopie
    [+] Hybrid integrierter Master-Oscillator Power-Amplifier für die Rubidium-Präzisionsspektroskopie (780 nm) an Bord einer Höhenforschungsrakete
  • Präzisionsmonage von Weltraumlasermodulen
    [+] Montage mit höchster Präzision für weltraumtaugliche, hybrid-integrierte Diodenlaser-Module
  • Optische Mikroresonatorstrukturen aus Siliziumoxid
    [+] Optische Mikroresonatorstrukturen hoher Güte aus Siliziumoxid – durch Integration von evaneszenten Koppelwellenleitern "on-chip" eignen Sie sich besonders für den Ersatz von klassischen makroskopischen Resonatoren in mikrooptischen Applikationen
  • Evanescente Kopplung zwischen einem grundmodigen Wellenleiter und einem Ringresonator
    [+] Evaneszente Kopplung zwischen einem grundmodigen Wellenleiter und einem Ringresonator, die beide in Luft aufgehängt sind.

Kohärente Strahlung wird auch für die (quanten-)kohärente Manipulation von atomaren Ensembles benötigt. Mithilfe von "Stabilisierungs-" und "Verteilungsmodulen" kann die Laserstrahlung geeignet manipuliert werden, etwa um die Frequenz zu stabilisieren, zu verschieben oder um Laserpulse zu formen.

Das Joint Lab Quantum Photonic Components (QPC) entwickelt und liefert Diodenlasermodule, Spektroskopie- und Verteilermodule sowie die zugehörigen Komponenten. Dazu erforscht es neuartige Konzepte für Laser und Komponenten und entwickelt Integrationstechnologien so weiter, dass Proof-of-Concept-Demonstratoren in einen industrietauglichen Prototyp überführt werden können. Die entsprechenden F&E-Arbeiten werden eng abgestimmt und strategisch synchronisiert mit den Aktivitäten des Joint Lab Integrated Quantum Sensors (IQS), das die Systemaspekte von Quantensensoren einschließlich der Entwicklung von physics packages verfolgt. Gemeinsam decken beide Joint Labs die gesamte Wertschöpfungskette von der Komponente bis zum System ab. Ihre Aktivitäten umfassen die gesamte Technologiekette, von der Modellierung photonischer Komponenten über die hybride Mikrointegration von elektro-optischen und mechanischen Aufbauten bis hin zum Systemdesign und zum Betrieb von Quantensensoren.

Das Joint Lab Quantum Photonic Components bearbeitet die folgenden Forschungsschwerpunkte

  • Modellierung, Simulation und Design von aktiven und passiven elektro-optischen Halbleiterkomponenten sowie von Komponenten, die für die hybride Mikrointegration von elektrooptischen Modulen erforderlich sind
  • Entwicklung von Technologien für die hybride Mikrointegration komplexer elektro-optischer Module, einschließlich intelligenter Automatisierungsalgorithmen für die Justage und Integration
  • Modellierung, Simulation und Design mikrointegrierter elektro-optischer Module, insbesondere für quantentechnologische Anwendungen und die kohärente (Intersatelliten-) Kommunikation.
  • Entwicklung von Techniken zur detaillierten Charakterisierung der elektro-optischen Performanz von Lasern und von elektro-optischen Komponenten, insbesondere hinsichtlich anwendungsrelevanter Parameter

Das Joint Lab Quantum Photonic Components wurde 2008 am FBH – damals unter dem Namen Joint Lab Laser Metrology – gegründet, um die Zusammenarbeit mit der Gruppe Optische Messtechnik an der Humboldt-Universität zu Berlin, zu stärken. Inzwischen umbenannt, dient es als Nukleus für den 2019 geschaffenen Forschungsbereich Integrierte Quantentechnologie am FBH.