Forscher bremsen optische Datenübertragung im Lichtwellenleiter
Einem US-amerikanischen Forscherteam ist es gelungen, Lichtpulse durch eine Umwandlung in Töne direkt in einer Glasfaserleitung zwischenzuspeichern.
Einen besonders einfachen Ansatz, Lichtsignale zu verzögern, haben Zhaoming Zhu und Daniel Gauthier von der Duke University in North Carolina und Robert Boyd von der University of Rochester in New York im Wissenschaftsmagazin Science vorgestellt. Statt wie bei bisherigen aufwendigeren Forschungsansätzen einen Laserpuls in einer Atomwolke einzufangen oder für den Bruchteil einer Nanosekunde in winzigen Resonatoren zu speichern, gelingt es dem US-amerikanischen Forscherteam, mit Hilfe der stimulierten Brillouin-Streuung einen Lichtpuls ohne ein zusätzliches Bauelement direkt in einem Lichtwellenleiter zu verzögern und wieder zu beschleunigen.
Sie speisen dazu einen Datenpuls am einen Ende und einen kurzen, intensiven Schreibpuls am anderen Ende der Faser ein. Wenn die beiden sich leicht in der Frequenz unterscheidenden Laserstrahlen kollidieren, wird der Datenpuls in eine hochfrequente akustische Vibration umgewandelt. Dieser nicht hörbare Ton wandert mit lediglich einem Vierzigtausendstel der Geschwindigkeit des Lichts durch die Glasfaser. Ein mit dem Schreibpuls identischer Lesepuls wandelt die Phononen wieder zurück in Photonen. Auf diese Weise speicherten die Wissenschaftler bis zu 12 Nanosekunden lang drei jeweils zwei Nanosekunden lange Pulse hintereinander, was für Daten mit "relativ vielen Bits" ausreichen sollte.
Während die bisherigen Ansätze nicht nur aufwendige Apparaturen erfordern, sondern auch auf eine ganz bestimmte Frequenz festgelegt sind, funktioniert dieser im Slow-Light-Programm der DARPA geförderte Ansatz grundsätzlich bei normaler Raumtemperatur mit herkömmlichen Lichtwellenleitern für alle Frequenzen, für die diese durchsichtig sind. Einige für eine direkte technische Anwendung entscheidende Parameter haben die Forscher bei ihren bisherigen Versuchen aber noch nicht erfüllt. In ihrem Artikel geben sie sich aber zuversichtlich, dass sich Lichtleitermaterialien finden lassen, bei denen für die Schreib- und Lesepulse statt der bisher eingesetzten 100 maximal 1 Watt ausreicht und die eine für eine breite Anwendung interessante längere Speicherzeit ermöglichen. (anm)
