Wuppertal 2015 – wissenschaftliches Programm

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T: Fachverband Teilchenphysik

T 83: Detektoren und DAQ 2

T 83.7: Vortrag

Donnerstag, 12. März 2015, 18:15–18:30, G.10.07 (HS 5)

Optische Detektorauslese mit Siliziumphotonik — •Piotr Skwierawski, Djorn Karnick, Marc Schneider, Matthias Lauermann, Christian Koos und Marc Weber — Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Zukünftige Teilchendetektoren an Hadronenbeschleunigern registrieren pro Sekunde Petabit an Rohdaten, die mit bisherigen Methoden nicht vollständig auslesbar sind. Ein neues Konzept aus der optischen Nachrichtentechnik basierend auf CMOS Technologien soll Bandbreiten von Tbit pro Sekunde ermöglichen.

Dabei wird Licht eines außerhalb platzierten, kontinuierlich emittierenden Lasers mit siliziumbasierten, elektrooptischen Modulatoren mit Digital- oder Analogsignalen im Detektor moduliert. Entscheidende Observablen sind Bandbreite, Temperaturabhängigkeit und Strahlungshärte. Erste Ergebnisse von Bestrahlungstests mit Röntgenstrahlung zeigen die Funktionsfähigkeit bis zu einer Strahlendosis von mindestens 1 MGy. Zur weiteren Steigerung der Übertragungsbandbreite werden mehrere optische Wellenlängenkanäle zusammen mit höheren Modulationsformaten eingesetzt. Dazu wurden erste optische Multiplexer erfolgreich hergestellt und charakterisiert. Basierend auf den Ergebnissen wurde ihr Design optimiert und ein optischer Transmitter mit vier parallelen Kanälen entworfen, der sich momentan in Produktion befindet.

Das Kombinieren der Siliziumphotonik mit Teilchendetektoren wird die Datenübertragungsgeschwindigkeit um mehrere Größenordnungen steigern.