Martijn Heck

Projekttitel

Fotoniske ultra-lav-støjs integrerede mikrobølgeoscillatorer / Meget nøjagtige ure, der går ved gigahertz-frekvenser, realiseret på en optisk chip

Hvad handler dit projekt om?

Formålet med projektet er at realisere kompakte mikrobølge-oscillatorer med meget høj nøjagtighed. Quartz-ure er velkendte og baserer sig på krystal-oscillatorer, som går ved kilohertz-frekvenser. Mange elektroniske systemer, såsom trådløse kommunikationssystemer og radarer, kræver oscillatorer i gigahertz- eller mikrobølgeområdet. Nøjagtighed er nødvendig for at opnå højere effektivitet og bedre opløsning. De mest præcise gigahertz-oscillatorer baserer sig på lasere og optik. Disse systemer er dog store og laboratoriebaseret. Ved at udnytte den nye teknologi, fotonisk integration, vil vi formindske disse store laser-baserede ure til en optisk chip. 

Hvordan opstod din interesse for dit forskningsfelt?

Som studerende organiserede jeg et symposium omhandlende fotonik og optisk kommunikation. En af foredragsholderne var professor Meint Smit; en pionéer indenfor fagområdet optiske chips. Jeg blev fascineret af teknologien, og senere startede jeg mit ph.d.-arbejde i hans gruppe. Jeg udviklede en specifik interesse i oscillator-applikationer, mens jeg arbejdede som postdoc sammen med professor John Bowers på UC Santa Barbara. Emnet tillader mig at kombinere min interesse og ekspertise i fundamental laser-fysik med min ingeniørfaglige tankegang. 

Hvad er de forskningsmæssige udfordringer og perspektiver ved dit projekt?

Optiske chips kombinerer flere komponenter såsom lasere, modulatorer, fotodetektorer og filtre på ét enkelt stykke halvleder. Da alle disse komponenter bliver produceret i en enkelt proces, i et renrum, vil de ikke være de bedste; selvstændige komponenter er for det meste bedre. Integration på en enkelt chip vil dog tillade os at kombinere komponenterne på en bedre måde, f.eks. med lavere tab. Udfordringen er at finde det optimale trade-off. Eftersom chip-teknologien er moden og skalérbar i størrelse, er der en klar vej fra laboratoriet og ud i virkeligheden. 

Hvilke perspektiver vurderer du selv, at din forskning på sigt kan have for det omgivende samfund?

Fotonik spiller en stor rolle i det ingeniørfaglige felt elektronik med optisk kommunikation som værende det mest åbenlyse eksempel. I mikrobølgeapplikationer udkonkurrerer og erstatter fotoniske teknologier de traditionelle mikrobølgeteknologier. Projektet vil skabe en opmærksomhed omkring disse trends blandt vores studerende. Endvidere vil projektet skabe en teknologi, som er meget interessant for andre felter, såsom fysik hvor det kan skabe en platform for at bringe f.eks. optiske frekvenskamme, optiske atomure og kvanteteknologi ud af laboratoriet. Den modne optiske chip-teknologi muliggør en relativt nem overførsel til industrien. 

Hvad vil det betyde for din forskerkarriere, at du indgår i Sapere Aude-programmet?

Projektet giver mig muligheden for at etablere et unikt forskningsspor i integreret mikrobølgefotonik. Selvom potentialet for den optiske chip-teknologi er enorm, da er der stadigvæk mange praktiske og fundamentale udfordringer, som skal løses. Disse bestræbelser giver mig en mulighed for at opbygge troværdighed omkring mine idéer ved, gennem demonstrationsmodeller, at vise, de er ladsiggørlige. Da en oscillator muliggør mange systemer forventer jeg, at der er store muligheder for opfølgende forskning. 

Lidt om mennesket bag forskeren

Efter næsten fem år i Californien er jeg glad for at være tættere på – jeg ville sige tæt – på min familie og mine venner i ’gode gamle Europa’, selvom jeg dog til tider savner stemningen i Santa Barbara. Efter jeg besluttede, at videnskab skulle være min profession, da blev min anden passion overladt som en hobby: historie som jeg nyder ved at læse, tegne, se dokumentarer, rejse, besøge museer, samt forberede bogen som jeg vil skrive, når jeg er gået på pension.