Einem Forschungsteam ist die Entwicklung eines neuartigen photonischen Chips gelungen, der Laserlicht einer einzigen Farbe passiv in Licht mit mehreren verschiedenen Wellenlängen umwandeln kann. Die in der Fachzeitschrift *Science* am 6. November 2025 veröffentlichte Studie stellt einen bedeutenden Durchbruch auf dem Gebiet der integrierten Photonik dar.

Der photonische Chip nutzt ein spezielles Resonator-Array-Design, das stabil die zweite, dritte und vierte Harmonische ohne externe aktive Steuerung erzeugt. Das Forschungsteam testete sechs auf demselben Wafer gefertigte Chips. Die Ergebnisse zeigten, dass alle Chips einen 190-Terahertz-Laser in rotes, grünes und blaues Licht umwandeln konnten. Mahmoud Jalali Mehrabad, Erstautor der Studie, erklärte: „Wir haben die Ausrichtungsprobleme deutlich reduziert – und das auf passive Weise. Wir benötigen keine Heizungen. Die Chips funktionieren einfach.“ Dieses innovative Design löst mithilfe einer Resonatorstruktur mit zwei Zeitskalen das seit Langem bestehende Problem der Frequenz-Phasen-Anpassung in der integrierten Photonik. Im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen arbeitet dieser Chip stabil über einen breiteren Eingangsfrequenzbereich, ohne auf präzise Fertigungsprozesse oder aktive Kompensationsmechanismen angewiesen zu sein. JQI-Forscher Mohammed Hafiz erklärte: „Eines der größten Hindernisse für die Nutzung integrierter Photonik als On-Chip-Lichtquelle ist die mangelnde Vielseitigkeit und Reproduzierbarkeit. Unser Team hat einen wichtigen Schritt zur Überwindung dieser Einschränkungen unternommen.“ Diese Technologie bietet eine neue Lösung für Anwendungen der integrierten Photonik in Bereichen wie Quantencomputing und Präzisionsmessung. Forscher gehen davon aus, dass diese passive Frequenzumwandlungsmethode die praktische Anwendung photonischer Chips in Bereichen wie Metrologie und optischem Rechnen vorantreiben wird.

Weitere Informationen: Mahmoud Jalali Mehrabad et al., „Multi-timescale frequency phase matching for high-yield nonlinear photonics“, *Science* (2025).