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Photonik: Ein Ring, sie zu bündeln

Der Datentransfer durch Glasfaserkabel erfordert normalerweise Hunderte von Laserdioden mit individuellen Spektralfarben. Ein neues Verfahren ersetzt diese Lichtquellen durch ein einziges optisches Bauteil.
Datentransfer durch Glasfaserkabel erfordert normalerweise Hunderte von Laserdioden mit individuellen Spektralfarben. Ein neues Verfahren ersetzt diese Lichtquellen durch ein einziges optisches Bauteil.

Glasfaserkabel bilden das Rückgrat des Internets. Für die höchsten Übertragungsraten setzen Kommuni­kationsdienstleister auf das so genannte optische Wellenlängen-Multiplexverfahren. Dabei bündelt der Sender verschiedene Wellenlängenbereiche in einem einzigen Lichtwellenleiter. Jede der Spektralfarben wird dabei von einem eigenen Laser erzeugt und bildet einen individuellen Kanal. Erst hunderte Lichtquellen, die jeweils in einem engen Frequenzbereich arbeiten, ermöglichen überhaupt die heute erreichbaren Bandbreiten.

Der Quantenelektroniker Pablo Marin-Palomo vom Karlsruher Institut für Technologie hat gemeinsam mit Kollegen von der École polytechnique fédérale de Lausanne all diese Laser durch so genannte Frequenzkämme aus optischen Mikroresonatoren ersetzt. Das könnte schnelle Übertragungsraten bei einer zugleich kompakten Bauweise gestatten.

Die Bauteile sind nur Bruchteile eines Millimeters groß (siehe Bild rechts oben). In den Mikroresonatoren entsteht Licht vieler verschiedener Frequenzen. Einer der Koautoren der Veröffentlichung, Tobias Kippenberg aus Lausanne, hat die Technologie vor rund einem Jahrzehnt mitentwickelt. Im Wesentlichen besteht sie aus einem "Pumplaser" als Lichtquelle sowie einem optischen Resonator, der Licht bestimmter Wellenlängen gewissermaßen einfängt ...

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  • Quelle

Marin-Palomo, P. et al.: Microresonator-Based Solitons for Massively Parallel Coherent Optical Communications. In: Nature 546, S. 274–279, 2017