Glavni naučni cilj iDUCOMBSENS projekta je da predloži i dizajnira energentski efikasan, kompaktan, robustan i jednostavan fotonski integrisani sistem za detektovanje gasa – metana, u bliskim (~ 1,65 μm) i srednjim infracrvenim (~ 3,3 μm) spektralnim opsezima, eksploatišući frekvencijsku spektroskopiju sa dvostrukim češljem zasnovanu na poluprovodničkom laseru sa modulacijom pojačanja (gain-switched laser).
A) Priložiti teorijski dokaz koncepta generacije dizajniranog dvostrukog frekvencijskog češlja pomoću jednog lasera, računarskom simulacijom metode modulacije pojačanja primenjene na kreirani matematičko-fizički model poluprovodničkog lasera sa distribuiranom povratnom spregom (DFB).
B) Obezbediti eksperimentalnu verifikaciju teorijskih nalaza iz tačke A na komercijalno dostupnom DFB laseru sa uskom širinom linije u talasnom opsegu bliskog infracrvenog (IR) zračenja (λ = 1.55 μm), sa naglaskom na ispitivanju uticaja konačne širine linija češlja na svojstva dvostrukog češlja.
C) Na osnovu računarske simulacije, predložiti optimizovani dizajn aktivne oblasti poluprovodničkog lasera zasnovane na spregnutim kvantnim jamama, tako da se u režimu modulacije pojačanja može obezbediti dovoljan broj, intenzitet i slobodni spektralni opseg linija dvostrukog frekvencijskog češlja u bliskom (1,65 μm) i srednjem infracrvenom (3,3 μm) spektralnom regionu.
D) Predložiti idejnu šemu fotonskog integrisanog kola koji sadrži jedan poluprovodnički laser i dodatne pasivne komponente za detekciju metana na 1,65 μm i 3,3 μm. Proceniti potrošnju energije, otisak (footprint) integrisanog kola i mogućnost integracije RF elektronike.
Dakle, cilj projekta je da se, koristeći dostupne, komercijalne poluprovodničke komponente, dizajnira fotonsko integrisano kolo tj. fotonski čip koji bi dvostruki frekvencijski češalj generisao pomoću samo jednog poluprovodničkog lasera na bazi spregnutih kvantnih jama. Na taj način kompleksnost čipa bi se znatno uprostila, brzina rada povećala, a potrošnja smanjila.
Da bi se ovaj cilj ostvario, potrebno je pre svega projektovati i optimizovati specijalnu formu električne struje kojom bi se laser napajao, a koja je u direktnoj sprezi sa intrističnim parametrima laserske strukture, odnosno poluprovodničkim materijalima od kojih su realizovane kvantne jame aktivne oblasti lasera. U tom pogledu, jedan od važnih ciljeva projekta je i da ode korak dalje od komercijalno dostupnih komponenti, da sagleda optimalne vrednosti parametara laserske strukture, kao i pratećih poluprovodničkih komponenti koje je potrebno dizajnirati, te i da osmisli i projektuje specijalizovani laser i prateću strukturu, optimizovanu upravo prema potrebi fotonskog čipa, a koristeći nestandardne poluprovodničke materijale.