Die Miniaturisierung von quantenoptischen Systemen ist die Grundlage Quantentechnologien in die Anwendung zu bringen. Dazu müssen unterschiedlichste Enabling-Technologien entwickelt werden. Das Projekt IPQOS (Integrationsplattform für quantenoptischen Systeme) bringt Aspekte der Materialwissenschaften, Vakuumtechnik, Photonik und Mikrosystemtechnik zusammen. Aus dem Zusammenspiel dieser Einzeldisziplinen soll in diesem Projekt die Basis für einen „Technologiebaukasten“ entwickelt werden, um die Miniaturisierung von quantenoptischen Systemen realisieren zu können. Ziel ist es, neuartige Lösungen für zukünftige Anforderungen der Quantentechnologien zu finden. Zur Realisierung des Projektes werden Prozesse der Aufbau- und Verbindungstechnik sowie Methoden zur Lithografie, Beschichtung und Strukturierung im Reinraum durchgeführt.
Die am Ende des Projekts aufgebauten Demonstratoren dienen als Grundlage für den Aufbau miniaturisierter Präzisionsinstrumente zur Erforschung fundamentaler physikalischer Fragen (Messung der Gravitationskonstante, Test des Äquivalenzprinzips, usw.). Genauso bilden die Demonstratoren Grundlagen für den Aufbau von verschiedenen hochpräzisen Sensoren (Gravitation, Magnetfelder usw.), die für Anwendungen in der Navigation, Kommunikation und Erdbeobachtung im Weltraum zum Einsatz kommen können. Darüber hinaus finden die entwickelten Technologien auch eine direkte Anwendung bei der Realisierung des ESA-Projekts „MiniMOT für Quantenregister“.
Projektziele
Während der Laufzeit des Projekts wollen wir folgende Ziele erreichen:
Wir entwickeln eine Vakuumzelle mit Abmessungen von wenigen Zentimetern, die im Ultrahochvakuumbereich eine möglichst geringe Leckrate aufweist. Dafür müssen etablierte und neue Fertigungsprozesse mit Vakuumtechnologie und geeigneter Materialauswahl kombiniert werden.
Um das Vakuum in der Zelle für einen gewissen Zeitraum aufrechtzuerhalten, wird eine Getterpumpe entwickelt. Diese soll Gasmoleküle, die durch Ausgasen der verwendeten Materialien freigesetzt werden durch chemische Reaktionen an der Pumpenoberfläche binden.
Einen weiteren Hauptaspekt des Projekts umfasst die Entwicklung, Herstellung und Charakterisierung von Wellenleiter-Strukturen im Mikro- und Submikrometer Bereich. Dabei werden neben den Wellenleitern selbst auch optische Elemente wie Ringresonatoren hergestellt. Ein weitere Fokus liegt auf der Ein- und Auskopplung von Laserlicht in die Wellenleiter und Integration mit einer On-Chip Laserquelle.
Kontakt
Dr. Jakob Buchheim
Abteilungsleiter Integration von Mikro- und Nanosystemen
