HF-Simulationen für optische Spektroskopie

Optische Spektroskopie wird in verschiedenen Bereichen zur Analyse von chemischen Verbindungen eingesetzt. Mit dem Bridge-Projekt „Linios“ mit der ETH Zürich und dem CSEM soll ein kleines, leistungsfähiges Spektrometer geschaffen werden, das Messungen von CO2 in Innenräumen, Methan in der Atmosphäre oder Abgasen in Chemieanlagen eingesetzt werden kann. Das ISE bringt seine Kompetenz in der HF-Simulation in das Projekt ein.

Das Team des Instituts für Quantenelektronik der ETH Zürich um Prof. Dr. Rachel Grange entwickelt optische Chips, die als Spektrometer für die Überwachung von Gasen eingesetzt werden können. Dank der neuen Lithiumniobatplattform kann ein Chip ein hochauflösendes Spektrometer mit einer Frequenzkammquelle in einer kleinen Einheit zusammenführen. Mit solchen Photonics Integrated Circuits (PICs) kann ein kleiner Gassensor ohne bewegliche Teile realisiert werden.

Die Gruppe um Prof. Dr. Christoph Wildfeuer und Prof. Peter Niklaus am ISE unterstützt die ETH und das CSEM mit dem Know-How des Instituts bei HF-Simulationen. Das ISE ist verantwortlich für das Design und die Optimierung des elektro-optischen Wellenleitersystems und der Hochfrequenzelektroden. Die Simulationen der Frequenzkammquelle und des Miniatur-Spektrometers sind wichtige Grundlagen, um die Geometrie der Schlüsselkomponenten zu optimieren.

Das Projekt wurde vom Schweizerischen Nationalfonds (SNF) als Bridge Discovery Projekt mit einer Laufzeit von drei Jahren und einem Gesamtbeitrag von 1.5 Mio Franken bewilligt.