PICS4SENS, gestartet am 1. Juli 2024, hat sich ein ambitioniertes Ziel gesetzt: den technologischen Reifegrad von photonisch integrierten Schaltkreisen (PICs) zu erhöhen und den Weg zur Kommerzialisierung in der Sensorik voranzubringen. Über einen Zeitraum von vier Jahren erhält das Forschungskonsortium insgesamt 3,4 Millionen Euro aus dem StaF-Verbund zur Förderung der Stärkung der technologischen und anwendungsnahen Forschung in Forschungsverbünden von Wissenschaftseinrichtungen im Land Brandenburg. Dies wird aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) finanziert.
Das Verbundprojekt PICS4SENS vereint das AIP – Leibniz-Institut für Astrophysik und das IHP – Leibniz-Institut für innovative Mikroelektronik mit dem innoFSPEC-Transferlabor an der Universität Potsdam. Ziel ist die Entwicklung eines Spektrographen „on-a-chip“. Dabei geht es um die Miniaturisierung von voluminösen und kostspieligen Hochleistungsoptiken in klassischer Bauweise auf einen winzigen photonischen Chip.
Photonik ist eine moderne Technologie, die die Leitung von Photonen (Licht) in Wellenleitern ausnutzt, analog zur Leitung von Elektronen (elektrischer Strom) in Elektronik. Während photonische integrierte Schaltkreise (PICs) in Rechenzentren und der Datenkommunikation bereits etabliert sind, steckt ihre Anwendung in der Spektroskopie und Sensorik noch in den Kinderschuhen.
Auf diesem Gebiet haben sich die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Astrophotonik-Abteilung des AIP eine internationale Spitzenposition erarbeitet und bereits verschiedene Generationen von PICs für Anwendungen in der Spektroskopie und Interferometrie entwickelt und zum Einsatz gebracht. Dies bringen sie ins Forschungsprojekt PICS4SENS ein.
Das IHP ergänzt das Vorhaben um seine Expertise bei der Zusammenführung von photonischen und elektronischen Funktionalitäten auf einem Chip ein. „Das IHP ist Vorreiter der CMOS-integrierten Wellenleiterentwicklung in Deutschland und Europa. Bereits 2010 wurde im Rahmen des Joint Labs „Silicon Photonics“ mit der TU Berlin regelmäßig Nanowellenleiter in unserer Pilotlinie gefertigt“, sagt IHP-Projektleiter Prof. Dr. Lars Zimmermann. Zahlreiche aktuelle Forschungsprojekte des IHP im Bereich Photonics spiegeln wider, dass das Institut ein gefragter Entwicklungspartner ist, der gleichzeitig die wirtschaftliche Verwertung anstrebt. „Aus diesem Grund sind wir sehr erfreut, im Rahmen des STaF-Projekts PICS4SENS eine neuartige Technologieplattform für das breite Anwendungsspektrum der optischen Sensorik zu entwickeln“, ergänzt Prof. Dr. Lars Zimmermann.
Neben der Anwendung in astrophysikalischen Instrumenten besitzt die Technologie ein hervorragendes Innovationspotenzial für Bereiche wie Agrartechnologie, Mobilität, Gesundheitswirtschaft, Lebensmitteltechnologie oder auch Chemie eingesetzt zu werden. Dies sind Zukunftsthemen, die die Innovationsstrategie innoBB2025 plus sowie der Masterplan des Clusters Optik und Photonik für Berlin und Brandenburg als Prioritäten ins Auge fassen.
„Das Land Brandenburg verfügt mit dem IHP in Frankfurt (Oder) sowie dem AIP in Potsdam über zwei Leistungsträger in der internationalen Spitzenforschung“, betont AIP-Projektleiter Martin Roth und unterstreicht: „In Zusammenarbeit mit dem innoFSPEC-Transferlabor an der Universität Potsdam besitzt das Projekt PICS4SENS ausgezeichnete Voraussetzungen, um unseren technologischen Vorsprung weiter auszubauen und zu verwerten.“
