Loughborough, Großbritannien, August 2026 – Eine neue Technologie könnte in Zukunft eine wichtige Rolle bei der Entwicklung von 6G-Netzen spielen. Forscher der Loughborough University und eines internationalen Forschungsteams haben einen winzigen Chip entwickelt, der eine präzise organisierte „Regenbogen“-Struktur aus Lichtfrequenzen erzeugen kann. Die Technologie könnte später dabei helfen, mehr Daten gleichzeitig und mit höherer Geschwindigkeit zu übertragen.
Der sogenannte „Rainbow on a Chip“ ist ungefähr so groß wie ein Reiskorn. Im Inneren befindet sich ein spezieller Mikroresonator, in dem Licht kontrolliert zirkuliert. Dabei entsteht ein sogenannter Microcomb. Dieser erzeugt viele verschiedene Lichtfrequenzen, die sehr genau voneinander getrennt sind. Die Forscher vergleichen diese Anordnung mit einem Regenbogen, weil auch ein Regenbogen aus vielen verschiedenen Lichtfrequenzen besteht. Das Licht des Microcombs ist allerdings für das menschliche Auge nicht sichtbar.
Das Besondere an der neuen Entwicklung ist nicht nur die geringe Größe des Chips. Die Forscher konnten zeigen, dass das System mehrere präzise Frequenzen gleichzeitig erzeugen kann. Diese optischen Frequenzen können anschließend in sogenannte Millimeterwellen umgewandelt werden. Solche hochfrequenten Signale sind für zukünftige Kommunikationssysteme besonders interessant, weil sie eine größere Bandbreite bieten können.
Eine höhere Bandbreite bedeutet vereinfacht gesagt mehr Platz für die Übertragung von Daten. Das könnte für zukünftige 6G-Netze wichtig werden. Wenn mehrere Frequenzen gleichzeitig genutzt werden können, könnten verschiedene Kanäle parallel Informationen übertragen. Dadurch könnte ein zukünftiges Netzwerk mehr Daten in kürzerer Zeit transportieren.
Bisher war es schwierig, mehrere solche Signale gleichzeitig mit der notwendigen Genauigkeit und Stabilität zu erzeugen. Genau dieses Problem wollten die Forscher lösen. In ihrer neuen Studie, die in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht wurde, zeigen sie ein System, das mehrere präzise und stabile Millimeterwellen-Frequenzen gleichzeitig erzeugen kann.
Der Aufbau des Systems unterscheidet sich dabei von früheren Ansätzen. Normalerweise wird ein Laser in einen kleinen Mikroresonator geleitet. Dieser Mikroresonator befindet sich direkt auf einem Chip und sorgt dafür, dass das Licht zirkulieren kann. Die Forscher aus Loughborough haben den Mikroresonator zusätzlich mit einer größeren Schleife aus optischer Glasfaser verbunden. Das Licht kann dadurch immer wieder durch beide Teile des Systems laufen. So können sich die gewünschten Lichtzustände effizient aufbauen und stabil bleiben.
Ein weiterer Vorteil ist die Kontrolle über die einzelnen Frequenzen. Die Forscher konnten bestimmte Frequenzen stärker oder schwächer machen. Dadurch lässt sich genauer bestimmen, welche Signale für eine bestimmte Anwendung benötigt werden. Die Genauigkeit des optischen Systems bleibt dabei auch erhalten, wenn die Frequenzen in Millimeterwellen umgewandelt werden.
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Für 6G könnte diese Eigenschaft besonders interessant sein. Die nächste Generation der Mobilfunktechnik soll deutlich höhere Datenraten und größere Kapazitäten ermöglichen. Gleichzeitig werden immer mehr Geräte mit Netzwerken verbunden. Smartphones, Fahrzeuge, Roboter, Sensoren und andere intelligente Systeme benötigen ständig mehr Daten. Technologien, die mehrere hochwertige Signale gleichzeitig erzeugen können, könnten deshalb langfristig einen wichtigen Beitrag leisten.
Allerdings bedeutet die neue Entwicklung noch nicht, dass 6G-Netze jetzt sofort mit dieser Technologie ausgestattet werden können. Die Forscher betonen, dass noch weitere Arbeiten notwendig sind. Der Chip selbst ist zwar sehr klein, doch das komplette System befindet sich derzeit noch in einem Laboraufbau auf einem Tisch. Für den praktischen Einsatz müsste die gesamte Technik deutlich kleiner, energieeffizienter und einfacher zu integrieren sein.
Die Wissenschaftler prüfen deshalb bereits, wie sich das System weiter verkleinern lässt. Eine mögliche zukünftige Anwendung könnte der Einsatz in Satelliten sein. Dort sind geringe Größe, niedriges Gewicht und ein möglichst geringer Energieverbrauch besonders wichtig. Wenn die Technologie entsprechend weiterentwickelt wird, könnte sie deshalb nicht nur für Kommunikationsnetze, sondern auch für Raumfahrtanwendungen interessant werden.
Die möglichen Anwendungen gehen sogar über 6G hinaus. Millimeterwellen können auch für Radar, Spektroskopie und astronomische Messungen genutzt werden. Die hohe Genauigkeit der erzeugten Frequenzen könnte außerdem für Technologien interessant sein, bei denen eine sehr präzise Zeitmessung notwendig ist. Dazu gehören unter anderem bestimmte Anwendungen im Bereich der Quantentechnologie.
Besonders interessant ist dabei die mögliche Verbindung mit Navigation und Positionsbestimmung. Die Forscher untersuchen derzeit gemeinsam mit Partnern, wie präzise ihr System bei der Zeitmessung werden kann. Eine sehr genaue Zeitbasis ist für moderne Navigations- und Kommunikationssysteme von großer Bedeutung.
Die Entwicklung zeigt damit, dass wichtige Fortschritte für zukünftige Kommunikationsnetze nicht immer aus größeren Geräten entstehen müssen. In diesem Fall kommt ein wesentlicher Teil der Technologie aus einem winzigen Chip, der ungefähr die Größe eines Reiskorns hat.
Bis 6G-Netze tatsächlich flächendeckend eingesetzt werden, dürfte allerdings noch Zeit vergehen. Auch die „Rainbow on a Chip“-Technologie befindet sich noch in der Forschungs- und Entwicklungsphase. Trotzdem zeigt das Experiment, wie optische Technologien künftig dazu beitragen könnten, große Datenmengen schneller und zuverlässiger zu übertragen.
Für die Forscher ist der nächste Schritt deshalb klar: Das System soll kleiner, energieeffizienter und für praktische Anwendungen geeignet werden. Sollte diese Entwicklung erfolgreich sein, könnte der winzige „Regenbogen auf einem Chip“ eines Tages eine Rolle bei der Kommunikation, Navigation, Raumfahrt und möglicherweise auch bei zukünftigen 6G-Netzen spielen.
