Haarfeiner Lichtschalter für höhere Übertragungsraten

Kurze Lichtpulse leiten heute Millionen von Bits pro Sekunde durch Glasfasern. Um jedoch Daten tragen zu können, müssen diese auf das Licht geprägt werden. Für dieses Modulation genannte Verfahren haben deutsche Wissenschaftler nun einen extrem kleinen Lichtschalter entwickelt.

Berlin - Ganze 16 Stück davon passen in den Raum von der Dicke eines menschlichen Haares. Ihr Bauteil, ein so genanntes akustisches Mach-Zehnder-Interferometer, präsentieren sie in der Fachzeitschrift "Applied Physics Letters".

"Das Prinzip von Mach-Zehnder-Interferometern beruht auf Interferenz, also der Überlagerung von Lichtwellen", sagt Paulo Santos vom Paul-Drude-Institut für Festkörperelektronik in Berlin. Über angeschlossene Spannungen ändert sich in dem Modul das Brechungsverhalten von Licht. Das ermöglicht die gezielte Steuerung von Interferenzen und damit die Modulation der Daten tragenden Lichtwellen.

Bisher werden dafür Schalter auf der Basis von Lithiumniobat verwendet. Santos jedoch griff zur Halbleiterverbindung Galliumarsenid. In diesem wird die Lichtbrechung einerseits über die angelegten Spannungen, andererseits über Schallwellen einer integrierten Mini-Schallquelle kontrolliert. Dabei werden elektrische Signale in akustische Oberflächenwellen umgewandelt, die den Brechungsindex beeinflussen.

Um mit diesem Prinzip eines akustisch-optischen Schalters nun Lichtwellen für die Datenübertragung zu modulieren, wollen die Forscher ihre Technik mit einem anderen Material umsetzen. Statt Galliumarsenid könnte der Halbleiter Indiumphosphid im bevorzugten Wellenlängenbereich um 1500 Nanometer arbeiten. Gelingt dies, werden noch schnellere Internetverbindungen bei geringeren Modulkosten möglich.

Quelle: https://www.weltderphysik.de/gebiet/technik/news/2006/haarfeiner-lichtschalter-fuer-hoehere-uebertragungsraten/