Wenn Schall Licht macht

1. Juni 2010, 18:35
1 Posting

Deutsche Forscher konnten eine höchststabile Licht-Frequenz über eine 480 km lange Glasfaserstrecke übertragen

Soll Licht als Übermittler von Nachrichten dienen, dann kann man auf die bewährten Instrumente der Nachrichtentechnik zurückgreifen: Modulierte Lichtsignale wandern durch Glasfaserstrecken mit zwischengeschalteten Verstärkerstationen, die die durch Dämpfung schwächer gewordenen Lichtsignale wieder "auffrischen". Schwieriger wird es, wenn das Licht selbst - genauer: seine Frequenz - die Nachricht ist und wenn diese Nachricht mit einer extremen Genauigkeit übertragen werden soll.

Dabei geraten konventionelle Verstärker an ihre Grenzen. Eine dreiköpfige Forschergruppe in der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) hat hier nun eine Lösung gefunden: Sie nutzen stimulierte Brillouin-Streuung. Das heißt, sie schicken dem Signal-Licht sogenanntes Pump-Licht mit genau definierter Frequenz entgegen, das in der Glasfaser akustische Wellen (im Teilchenbild: Phononen) anregt. An diesen akustischen Phononen wird wiederum das Pump-Licht gestreut, wobei die wenigen schon vorhandenen Signal-Photonen die Emission weiterer Signal-Photonen stimulieren.

Messunsicherheit von einer Sekunde in 16 Milliarden Jahren

So entsteht eine mittels Schallwellen in Gang gehaltene Photonen-Lawine, die die Frequenz-Information mit extrem geringen Verlusten bis ans andere Ende der Glasfaser bringt. Auf einer Glasfaserstrecke von 480 km Länge haben die PTB-Forscher dies bereits nachgewiesen. Die relative Messunsicherheit, die sie erreichten, entspricht einer Sekunde in 16 Milliarden Jahren. Jetzt sollen noch längere Glasfaserstrecken folgen.

Die neue Technik vereinfacht den Vergleich von neu entwickelten optischen Uhren, deren hohe Frequenzstabilität mit den üblichen Verfahren der Zeit- und Frequenzübertragung über Satelliten schwer zu fassen ist. Aber auch aus der Geodäsie sind schon Interessenten an die PTB-Forscher herangetreten. Und selbst Anwendungen in der Radioastronomie erscheinen sinnvoll. (red)

Share if you care.