Spin-Laser: Schnellerer Datentransfer dank Quantenphysik
Komplizierter Messaufbau: Markus Lindemann und Nils Gerhardt (rechts) testen die Einkopplung des Lasersystems in die Glasfaser. © RUBIN, Foto: Gorczany
Polarisationsoszillation statt Modulation der Lichtintensität
Bislang werden Informationen in Serverfarmen auf kurzem Wege über Glasfaserkabel zwischen den einzelnen Rechnern transportiert. Halbleiterlaser erzeugen Lichtpulse; die Information ist in der Änderung der Lichtintensität codiert. Je schneller man die Lichtintensität variiert, desto schneller kann man Informationen übertragen. Fundamentale physikalische Grenzen setzen der Geschwindigkeit jedoch ein Limit. Das RUB-Team um Prof. Dr. Martin Hofmann und PD Dr. Nils Gerhardt setzt daher nicht auf eine Modulation der Lichtintensität, sondern bedient sich der Polarisation des Lichts.
Spins ausrichten und oszillierende Polarisation erzeugen
Mit einem Laser generieren RUB-Forscher eine spezielle Form von zirkular polarisiertem Licht, in dem die Polarisationsrichtung oszilliert, also ständig zwischen zwei Drehrichtungen hin und her wechselt. Dieser Wechsel kann viel schneller erfolgen, als sich die Intensität des Laserlichtes ändern kann. Denn: Die Variation der Lichtintensität durch Strommodulation beruht auf der Bewegung vieler Elektronen, die sich nicht beliebig schnell verschieben lassen. Die Polarisationsoszillation hingegen basiert auf einer quantenmechanischen Eigenschaft der Elektronen, dem Spin, und kommt mit der Bewegung von wenigen Elektronen aus. Indem die Forscher die Spins einer Gruppe von Elektronen im Laser in die gleiche Orientierung bringen, erzeugen sie die oszillierende Polarisation. Den zugrunde liegenden Effekt haben sie im Detail entschlüsselt.
Ausführlicher Beitrag im Wissenschaftsmagazin RUBIN
Ein ausführlicher Beitrag inklusive Bildmaterial findet sich im Onlinemagazin RUBIN, dem Wissenschaftsmagazin der RUB: http://rubin.rub.de/de/spin-laser. Text und Bilder aus dem Downloadbereich dürfen unter Angabe des Copyrights für redaktionelle Zwecke frei verwendet werden. Sie möchten über neu erscheinende RUBIN-Beiträge auf dem Laufenden bleiben? Dann abonnieren Sie unseren Newsfeed unter http://rubin.rub.de/feed/rubin-de.rss.
Weitere Informationen
Prof. Dr. Martin Hofmann, Photonik und Terahertztechnologie, Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik der Ruhr-Universität, 44780 Bochum, Tel. 0234/32-22259, E-Mail: martin.hofmann@rub.de
Dr. Nils Gerhardt, Photonik und Terahertztechnologie, Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik der Ruhr-Universität, 44780 Bochum, Tel. 0234/32-26514, E-Mail: nils.gerhardt@rub.de
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