"Kristallklare" optische Signale sind gefragt
Die Kombination der strukturellen Vorteile photonischer Kristalle mit den funktionellen Eigenschaften optischer Nichtlinearitäten könnte einen großen Einfluss auf die Realisierung abstimmbarer rein optischer Bauelemente für den Einsatz in der Telekommunikation, im Quanten-Computing, der Biologie und auf anderen Gebieten haben. Besonders die Entwicklung einer neuartigen Klasse zweidimensionaler (2D) rein nichtlinearer photonischer Kristalle (purely non-linear photonic crystals, PNPC) auf Basis nanostrukturierter Nichtlinearitäten könnte die Modulation von Pulsform, Spektrum, Verzögerung und Phase mehrfarbiger Lichtstrahlen (elektromagnetischer Strahlung) ermöglichen. Das PNPCS-Projekt ("Purely nonlinear photonic crystals") startete mit der Ambition, neue Technologien zur Herstellung rein nichtlinearer photonischer Kristalle zu entwickeln, um spezielle Bauelement auf PNPC-Basis fertigen und deren Antwortenverhalten charakterisieren zu können. Innerhalb des PNPCS-Projekts gelang die Entwicklung neuer Verfahren zur Mikro- und Nanostrukturierung ferroelektrischer Kristalle der LiNbO3-LiTaO3-Familie. Die Forschungsanstrengungen erbrachten zwei bedeutsame Durchbrüche: die parametrische Generation von 180 THz, der breitesten jemals erreichten Frequenz (1 THz entspricht einer Million Millionen Hertz), und den ersten optischen parametrischen Doppelstrahl-Generator in einem 2D-PNPC. Die Forscher entwickelten und demonstrierten insgesamt sieben neuartige rein optische Bauelemente zur modernen Signalverarbeitung in Telekommunikationssystemen. Das PNPCS-Projekt trug erfolgreich zu einer neuen Technologie für abstimmbare rein optische Bauelemente auf Basis von zweidimensionalen, rein nichtlinearen photonischen Kristallen (2D PNPC) bei und konnte sie auf Telekommunikations-Bauelemente anwenden. Dieser erste Schritt sollte den Weg in andere Anwendungsgebiete wie Spektroskopie, molekulare Fingerabdrücke und Astronomie usw. weisen.
