Elektro-optisches System ermöglicht Datenraten im Terabit-Bereich

Datenraten bis in den TBit/s Bereich – das ist das ehrgeizige Ziel des internen Fraunhofer-Projekts EOS. Um sich solch extrem hohen Datenraten anzunähern, möchte das Forschungsteam aus den Instituten Fraunhofer HHI, Fraunhofer IIS und der Fraunhofer EMFT mehrere 56 Gbit/s schnelle, digital-elektrische Nachrichtensignale direkt und ohne leistungshungrige Signalprozessoren (DSP) in ein mehrstufiges, optisch komplexes Modulationssignal konvertieren. 

Dazu verheiraten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die bisher unabhängig voneinander entwickelten optischen Modulator- und elektrischen Treiber-Komponenten zu einer eng verzahnten und exakt aufeinander abgestimmten funktionalen Einheit. Mit Indium Phosphid (InP) für den photonischen IC (PIC) und der gegenüber SiGe verlustleistungsärmeren 22 nm FDSOI CMOS Elektronik werden die effizientesten und schnellsten jeweilig verfügbaren Materialsysteme heterogen in einem neuartigen modularen Aufbau zu einem neuen elektro-optischen (e/o)-Subsystem zusammengefügt.

Hauptaufgabe des Fraunhofer EMFT-Teams ist es, feine Metallstrukturen auf sehr dünnen, flexiblen Foliensubstraten herzustellen und die InP- sowie Silizium 22nm FDSOI-ICs zusammen mit mehreren anderen Komponenten in sehr anspruchsvollen Abständen zu integrieren. Außerdem haben die Forschenden die thermische Zuverlässigkeit des modularen Integrationsdesigns mithilfe von FEM-Simulationen (Finite-Elemente-Methode) detailliert analysiert. Hinzu kommen Analysen zur ESD-Belastung und Festigkeit bei der Montage und im Test.