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Optische Kommunikation noch schneller

Das Versenden einer Mitteilung über eine Glasfaser kann man sich prinzipiell wie ein Blitz für Ja und zwei Blitze für Nein vorstellen. Dieses Projekt beschreibt eine Möglichkeit, dieses Aufblitzen extrem zu verkürzen, um höhere Übertragungsgeschwindigkeiten zu erreichen.
Optische Kommunikation noch schneller
Optische Fasern sind Glasrohre, die von einem anderen glasartigen Material umgeben sind, dem sogenannten Hüllwerkstoff. Der Durchmesser dieser Rohre ist kleiner als der eines Haares eines Menschen. Lichtimpulse setzen sich im Kern durch Reflektion an der Schnittstelle des Hüllwerkstoffs fort. Es wurde nun ein neues Verfahren zur Erzeugung von ultraschnellen Impulsen entwickelt. Die Impulse werden von einem Halbleiter-Laser erzeugt, der von einem dänischen Labor entwickelt wurde.

Der Laser beruht auf einer Dreifachdiode, die bereits am Physikalischen Institut Lebedev in Russland vorgeschlagen und erforscht wurde. Ebenfalls entwickelt wurde ein System für die Aufzeichnung der Impulse. Die experimentelle Studie hat gezeigt, dass die Blitze eines Dreifach-Dioden-Lasers eine Wellenlänge von 450 ìm aufweisen und jeder Blitz nicht länger als 470 Femtosekunden (fs) dauert. Angesichts der Tatsache, dass eine Femtosekunde 10-15 einer Sekunde ist, handelt es sich hierbei um extrem kurze Impulse.

Der Laser kann einen solchen Impuls etwa alle 10-10 Sekunden erzeugen, d.h. mit einer Wiederholungsrate von genau 9,5 Gigahertz. Die infolge grundlegender physikalischer Einschränkungen begrenzte Geschwindigkeit herkömmlicher elektronischer Bauteile bewirkt, dass sich das Interesse immer mehr auf Photonbauteile verlagert. Die Arbeit auf diesem Gebiet wird die Weiterentwicklung zu einem rein optischen transparenten Netz bewirken, dessen Problem derzeit noch immer die Schaltung ist. Die Schaltung des Lichts von einer Faser zur anderen bedeutet seine Umwandlung in ein elektrisches Signal und wieder zurück in ein optisches Signal. Diese Umleitung verlangsamt den Datenverkehr in den heutigen faseroptischen Netzen erheblich.

Dieses Projekt hat ferner Experimente und Analysen mit dem DFWM-Verfahren durchgeführt, um optische Schaltungen zu erreichen und die Umwandlung in elektrische Signale zu vermeiden. In den Experimenten wurden eine kontinuierliche optische Pumpe und eine Probe mit einer Pumpstrahl-Frequenzwanderung von bis zu 8,6 THz verwendet. Die Analyse ermöglichte die Erforschung der optischen Nichtlinearität des Halbleiters bei einer Zeitauflösung von 20 fs. Die durchgeführte theoretische und experimentelle Studie hat zu einem besseren Verständnis von ultraschnellen optischen Übertragungssystemen geführt und die Möglichkeit geschaffen, ein rein optisches Informationsnetz mit identischen nichtlinearen Laserelementen zu entwickeln.

Verwandte Informationen

Datensatznummer: 80086 / Zuletzt geändert am: 2005-09-18
Bereich: IT, Telekommunikation