Eine neue Quelle für optische mehrfarbige Signale

Ein deutsches Forschungsinstitut hat eine innovative kompakte Anordnung für die Produktion von optischen mehrfarbigen Signalen entwickelt. Durch deren Anwendung bei der Herstellung von Wellenlängenmultiplexierungsquellen können die Schwierigkeiten und die Produktionskosten erheblich verringert werden.

Telekommunikationsnetzwerke benötigen ständig mehr Kapazität, um der enormen Zunahme des Datenverkehrs durch Internetdienste standhalten zu können. Optische Fasernetzwerke waren unlängst Gegenstand bedeutender Forschungsarbeiten, da sie über eine größere Bandbreite verfügen. Mit anderen Worten: Sie sind in der Lage, größere Datenmengen als herkömmliche elektronische Netzwerke zu befördern.

Wellenlängenmultiplexierung (Wave Division Multiplexing – WDM) ist eine der bedeutendsten Technologien zur Kapazitätserhöhung faseroptischer Systeme. Ein WDM-System ermöglicht die gleichzeitige Übertragung mehrerer verschiedener unabhängiger Wellenlängen innerhalb einer Faser. Diese optischen mehrfarbigen Signale können verschiedene Daten mit hoher Geschwindigkeit übertragen und so die Netzwerkkapazität vervielfachen.

Die Forschungsarbeit eines deutschen Instituts führte zur Entwicklung einer neuen Methode für die Erzeugung mehrfarbiger Signale. Dazu wurde eine Diodenpumpe zur Erzeugung von Pumpimpulsen und eine mehradrige photonische Kristallfaser eingesetzt. Photonische Kristallfasern zeichnen sich durch eine mikromale Struktur mit einer über ihre Länge verteilten regelmäßigen Anordnung mikroskopischer Luftlöcher aus. Diese Luftlöcher bilden einen Mantel mit kleinerem Brechungsindex als die Adern. Darüber hinaus können die Adern durch die Dotierung mit einem zweiten Material mit einer anderen Dotierungsrate verschiedene Brechungsindizes aufweisen.

Die Übertragung der Pumpimpulse in die mehradrige photonische Kristallfaser ruft das Phänomen der Vierwellen-Mischung (Four-Wave Mixing) hervor, welches dann auftritt, wenn das Licht dreier verschiedener Wellenlängen in eine Faser geleitet wird. Dies führt zur Erzeugung einer neuen Welle – einer Zwischenwelle – deren Wellenlänge sich nicht mit denen der anderen überschneidet. Aufgrund der unterschiedlichen Dotierungsraten und Brechungsindizes der Adern bilden die Zwischenfrequenzen in der Faser einen Frequenzkamm, der in einem WDM-System als Lichtquelle eingesetzt werden kann.