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Optik: Der Licht-Turbo - mehr Tempo für Datennetze

Licht breitet sich mit rund 300 000 Kilometer pro Sekunde aus - aber nur im Vakuum. Forscher können dieses Tempo mittlerweile fast beliebig reduzieren und in speziellen Materalien sogar Lichtpulse speichern. Doch ihre Fantasie reicht noch weiter: Neue optische Technologien könnten den weltweiten Datenverkehr deutlich beschleunigen.
Der Licht-Turbo - mehr Tempo für Datennetze

"Es hat den Anschein, dass es sogar dem Licht schwerfällt, (das langsame Glas) zu durchdringen – so schwer, dass die Reise von eineinhalb Zentimetern durch dieses Material ungefähr eine Sekunde in Anspruch nimmt... Sie haben die Welt gesehen, wie sie eine Sekunde vorher, in der Vergangenheit, existierte!"

Was in Bob Shaws Roman "Augen der Vergangenheit" von 1972 noch reine Sciencefiction war, haben Forscher 30 Jahre später in die Realität umgesetzt. Die Verlangsamung von Licht ist einer der erstaunlichsten Fortschritte der Optik. Dank neuer Verfahren, die sich von dieser völlig unerwartetet verfügbar gewordenen Technik inspirieren ließen, können wir schon in naher Zukunft die Kommunikationsnetze erheblich optimieren und neuartige photonische, also auf Lichtsignalen basierende Bauelemente mit geringem Energieverbrauch herstellen.

Die Grundidee mag zwar paradox erscheinen. Schließlich haben wir mühsam gelernt, in einer einzelnen optischen Faser tausende Gigabit pro Sekunde an Daten zu übertragen – und nun wollen wir das Licht verlangsamen, das diese Daten transportiert? Tatsächlich heißt das: Wir haben nun auch die Kontrolle über eine zuvor unzugängliche Variable der Lichtwelle erlangt, nämlich die Zeit. Dies ist für zahlreiche Anwendungen von größter Bedeutung. Denn indem wir ein Lichtsignal verlangsamen, können wir die darin enthaltene Information auch speichern – im Prinzip beliebig lange...

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  • Quellen

Bigelow, M. S. et al.: Superluminal and Slow Light Propagation in a Room-Temperature Solid. In: Science 301, S. 200 – 202, 2003

González-Herráez, M. et al.: Optically Controlled Slow and Fast Light in Optical Fibers Using Stimulated Brillouin Scattering. In: Applied Physics Letters 87, S. 081113, 2005

Jamshidi, K. et al.: A Review to the All-Optical Quasi-Light Storage. In: IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics 99, S. 1 – 7, 2011

Schneider, T. et al.: Quasi-Light Storage: A Method for the Tunable Storage of Optical Packets With a Potential Delay-Bandwidth Product of Several Thousand Bits. In: Journal of Lightwave Technology 28, S. 2586 – 2592, 2010

Thévenaz, L.: Slow and Fast Light in Optical Fibres. In: Nature Photonics 2, S. 474 – 481, 2008

Focus: Slow Light. In Nature Photonics, 2, S. 447-509, August 2008 (eine Reihe von Überblicksartikeln)

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