Im Rahmen des Projekts wird PolyChrome Berlin eine hybride photonische Integrationsplattform entwickeln. Die innovative Plattform wird Licht leiten und ablenken sowie erzeugen und nachweisen können. Das Forschungsteam erschließt mit der Plattform einen weiten Wellenlängenbereich von 400nm bis 1650nm, der von Infrarot bis zu sichtbarem Licht reicht. Außerdem arbeitet das Team an einem Zusammenspiel von polymer- und siliziumnitridbasierten Lichtwellenleitern. Durch diesen neuartigen Ansatz kombiniert mit der hybriden Integrationsfähigkeit der Plattform wird PolyChrome Berlin neue Anwendungen in der Sensorik und Analytik erschließen, die zugleich kostengünstig umgesetzt werden können.

„Im Vorgänger-Projekt PolyPhotonics Berlin konnten wir bereits miniaturisierte, hybrid-optische Komponenten für Anwendungen in der Telekommunikation entwickeln,“ sagt Crispin Zawadzki, stellvertretender Gruppenleiter „Hybrid PICs“ am Fraunhofer HHI und Vorsitzender des Vereins PolyPhotonics Berlin e.V. „Ausgehend von diesem Erfolg weiten wir unsere Forschung nun auf den Bereich des sichtbaren Lichts aus, um neue Anwendungen in den Feldern Analytik und Sensorik hervorzubringen. Wir freuen uns sehr, dass wir weiter mit den uns aus PolyPhotonics Berlin e.V. bekannten Partnern zusammenarbeiten und gleichzeitig das Projektteam erweitern konnten.“

„Wenn hier von Plattform die Rede ist, dann muss man sich Chips in der Größe einer Eincentmünze vorstellen,“ erklärt Arne Schleunitz, Koordinator des PolyChrome-Projekts und technischer Geschäftsführer der micro resist technology GmbH. „Die kleine Plattform wird mit optischen Wellenleitern aus Polymer- oder SiN-Material und weiteren Funktionselementen, beispielsweise Glasfasern, ausgestattet. Außerdem kann die Oberfläche des Chips mit biologischen Fänger-Molekülen (Aptameren) für Anwendungen in der Medizin versehen werden.“

Die Leistungsfähigkeit der PolyChrome-Plattform soll an sechs Demonstratoren, die in drei Gebiete unterteilt sind, aufgezeigt werden. Das erste Gebiet ist der Einsatz der faserbasierten Sensorik im Anwendungsfeld Glasfasernetze. Hier können Glasfasern genutzt werden, um als Sensoren die Umgebung, beispielsweise den Straßenverkehr, zu überwachen. Das zweite Gebiet umfasst sichtbare Lichtquellen, sogenannte Multi-Lambda-Quellen. Diese sollen Produkte im Consumer-Bereich wie RGB-Quellen erschließen bzw. als Lichtquellen in der Medizin oder Forschung eingesetzt werden. Beim dritten Bereich handelt es sich um den Einsatz von SiN-Sensoren. SiN-Sensoren ermöglichen eine schnelle, kosteneffiziente und spezifische Messung verschiedenster chemischer und biologischer Stoffe. Mit diesem Verfahren können Gewässer innerhalb von Minuten auf Schadstoffe geprüft oder der Körper nach Vitamininsuffizienten untersucht werden.

Die Forschungsgruppe „Hybrid PICs“ der Abteilung „Photonische Komponenten“ am Fraunhofer HHI führt die verschiedenen Komponenten zusammen und stellt somit die Basis für die hybride Integrationsplattform bereit. Die Forschenden bringen dabei ihre langjährige Erfahrung in der Herstellung photonischer Komponenten und Technologieplattformen ein.

Die 12 Partner decken mit ihren Kernkompetenzen die gesamte Wertschöpfungskette ab, die für den Aufbau der Technologieplattform und deren kommerzieller Verwertung notwendig sind. Zum Forschungsprojekt gehören neben dem Fraunhofer HHI ADVA Optical Networking SE, Allresist GmbH, Chembio GmbH, Eagleyard Photonics GmbH, ficonTECService GmbH, Fraunhofer IZI-BB, Laser Zentrum Hannover e.V., micro resist technology GmbH, OSRAM Opto Semiconductors GmbH, Scienion AG und VPIphotonics GmbH.