Eine Ampel für Licht: Wissenschaftler der TU Hamburg stoppen Lichtimpulse für effizientere Datenvermittlung

09.09.2020

Licht ist schnell und kann sich in einer Millisekunde 300 Kilometer fortbewegen. Daher eignet sich Licht optimal als Datenträger von Informationen in der Telekommunikation. Wie das künftig mit weniger Stromverbrauch und in kürzerer Zeit gelingen kann, haben Wissenschaftler der Technischen Universität Hamburg gemeinsam mit der Universität Menoufia des Helmholtz-Zentrums Geesthacht und der ITMO-Universität St. Petersburg herausgefunden. Die Forschungsergebnisse zeigen, dass das Anhalten von Licht und damit eine rein optische Speicherung von Datenpaketen möglich sind.

Über Glasfaser werden Städte, Häuser und Computer miteinander verbunden. Um Datenpakete zwischen den verschiedenen Fasern verteilen zu können, sind Router erforderlich. Die Router wandeln derzeit optische in elektronische Signale um, überführen Datenpakete zwischen den Kanälen und transformieren elektronische Signale wieder in Licht. Das kostet Zeit und Energie. Damit ein schnelleres Routing ohne elektronische Umwandlung erreicht werden kann, sind mehrere optische Elemente erforderlich. Eines davon ist die optische Speicherung.

„Indem wir Licht anhalten, können Datenpakete für einige Zeit gespeichert und wieder freigegeben werden. Das ist allerdings ein kompliziertes Phänomen und gilt bisher als schwer realisierbar“, sagt Dr. Alexander Petrov vom Institut für optische und elektronische Materialien an der TU Hamburg. „Wir haben nun erstmals gezeigt, wie ein Lichtsignal an einer sich bewegenden Störung reflektieren und in einem Wellenleiter stoppen kann. Ähnlich wie bei einer Kollision trifft das Signal auf ein sich gemeinsam ausbreitendes Hindernis und prallt von diesem ab. Wenn die Geschwindigkeiten richtig eingestellt sind, kann der Lichtimpuls nach der Kollision anhalten“, erklärt der TU-Wissenschaftler.

Die Lösung der Forschenden ist in einfachen Lichtwellenleitern ohne komplizierte Geometrie und aufwendige Schaltungstechnik umsetzbar. In experimentellen Versuchsaufbauten will das Expertenteam nun zeigen, wie sich die neue Methode ganz konkret realisieren lässt.

Weitere Informationen unter:
https://aip.scitation.org/doi/10.1063/5.0007986
https://doi.org/10.1063/10.0001801

TUHH - Pressestelle