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Technik+Digitales

Neue Technik ermöglicht optische Datenübertragung mit polarisiertem Licht

Amerikanische Physiker haben eine technisch realisierbare Methode zur optischen Datenübertragung mittels polarisiertem Licht entwickelt. Dies könnte zu einer beträchtlichen Erhöhung der Bandbreite und damit der Geschwindigkeit dieser Form der Telekommunikation führen. Die mittels eines Ringlasers erzeugten Signale sind zudem unanfällig gegenüber Übertragungsstörungen. Darüber berichtetet das Fachmagazin Physical Review Letters (Band 88 Referenznummer 097903).

Das Forscherteam um Greg Van Wiggeren von den Agilant-Labors im US-Bundesstaat Kalifornien untersucht in seiner Arbeit die Möglichkeit der Codierung von Informationen in die Polarisation von Lichtimpulsen, die durch Glasfasern gesendet werden. Da sowohl Vibrationen als auch an dem Material wirkende Drücke den Polarisationszustand des in ihnen geleiteten Lichts zerstören, werden Informationen in der optischen Datenübertragung zumeist in den Amplituden oder Wellenlängen der Lichtimpulse codiert. Dies begrenzt jedoch die Anzahl von Signalen, die gleichzeitig übertragen werden können ? die „Bandbreite“ und damit die Geschwindigkeit der Kommunikation ist limitiert.

Die amerikanischen Forscher zeigen nun in ihrer Arbeit, dass die Übertragung von Informationen durch Licht eines sogenannten Ringlasers unanfällig gegenüber derartigen Störungen ist ? selbst wenn die Informationen in die Polarisation des Lichts codiert werden. Obwohl der Polarisationszustand des von einem derartigen Laser erzeugten Lichts im Laufe der Zeit in chaotischer Weise variiert, können spezielle, auf den jeweiligen Laser zugeschnittene Filter die Polarisation des Ringlaserlichts gewissermaßen vorhersagen: Sie erkennen damit, ob ein übertragenes Lichtsignal durch äußere Störungen verändert wurde.

Der Kern dieser Methode der Informationsübertragung besteht nun darin, dass die Informationen nicht in die Polarisationszustände des Ringlaserlichtes codiert sind ? diese sind nach wie vor störungsanfällig ? sondern in dessen zeitliche Polarisationsdynamik.

Mittels einer mathematisch komplizierten Analyse der zeitlichen Entwicklung der Polarisation durch sogenannte Jones-Matrizen lässt sich zeigen, dass äußere, an Glasfasern wirkende Störungen derartig gespeicherte Informationen nicht zerstören. Diese Technik würde sich damit für die kommerzielle Telekommunikation eignen und zudem eine dank der großen Bandbreite der Polarisationscodierung hohe Datenübertragungsrate mit sich bringen.

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In einer ebenfalls für die optische Datenübertragung interessanten und soeben erschienenen Arbeit stellen schottische Wissenschaftler um Graham Turnbull von der St. Andrews Universität einen auf Polymeren basierenden optischen Verstärker vor. Dieser könnte in den seit relativ kurzer Zeit erforschten Polymerfasern eingesetzt werden und damit die Anwendung dieser im Vergleich zu Glasfasern billigeren Datenleitungen in zukünftigen Telekommunikationsnetzen möglich machen.

Mehr dazu findet sich auf der Webseite dieses Forschungsprojektes.

Stefan Maier
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