Wissenschaftler haben herausgefunden, wie die Lichtintensität in der Faser gehalten werden kann

Der Leiter der Glasfasergruppe an der Ingenieurschule der EPFL, Luc Thévenaz, gab zu, dass die Idee „in der Luft“ liege

Der Kopf ist ungefähr 15 Jahre alt, aber er hatte keine Zeitoder die Ressourcen, um etwas dagegen zu unternehmen. Jetzt hat sein Labor eine Technologie zur Lichtverstärkung in neuartigen optischen Hohlkernfasern entwickelt.

Moderne Lichtwellenleiter haben meistmassiver Glaskern ohne Luft im Inneren. Licht kann sich entlang der Fasern ausbreiten, verliert aber nach 15 km die Hälfte seiner Intensität. Es schwächt sich weiter ab, bis es schwer zu erkennen ist und aus einer Entfernung von 300 km. Damit sich das Licht weiter bewegen kann, muss es daher regelmäßig verstärkt werden.

Der Ansatz von Thevenaz basiert auf neuen optischenmit Luft oder Gas gefüllte Hohlkernfasern. Luft bedeutet weniger Signaldämpfung, sodass Licht eine größere Entfernung zurücklegen kann. Das ist ein echter Vorteil. In einer Substanz, die so dünn wie Luft ist, ist es jedoch schwieriger, Licht zu verstärken. Dies ist der Kern des Problems: Licht bewegt sich schneller, wenn weniger Widerstand vorhanden ist, aber gleichzeitig ist es schwieriger, darauf zu reagieren. Die Entdeckung von Wissenschaftlern löste dieses Problem jedoch.

Was haben die Forscher also getan?Sie übten einfach Druck auf die Luft in der Faser aus, um einen kontrollierten Widerstand zu erzeugen. Es funktioniert ähnlich wie eine optische Pinzette – Luftmoleküle werden komprimiert und bilden Cluster mit gleichmäßigem Abstand zueinander. Dadurch entsteht eine Schallwelle, deren Amplitude zunimmt und das Licht von der leistungsstarken Quelle effektiv in Richtung des abgeschwächten Strahls beugt, sodass es bis zu 100.000-fach verstärkt wird. Die Technik der Wissenschaftler macht das Licht also viel leistungsfähiger.

Die neue Technologie kann auf jede Art von Licht angewendet werden, von Infrarot bis Ultraviolett sowie auf jedes Gas, so die Wissenschaftler.

In Zukunft könnte diese Technologie auch anderen dienenanderen Zwecken als der Lichtverstärkung dienen. Beispielsweise lassen sich aus optischen Fasern mit Hohlkern oder Druckgas hochpräzise Thermometer herstellen. Die Technologie könnte auch verwendet werden, um einen temporären optischen Speicher zu schaffen, indem das Licht in der Faser für eine Mikrosekunde angehalten wird – zehnmal länger als derzeit möglich.

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