Forschung & Entwicklung

Schallwellenlebensdauer mithilfe von Licht verlängern

Durch Licht übertragene Informationen können in Schallwellen gespeichert werden. Diese Zwischenspeicherung ist zum Beispiel in der Informationsverarbeitung oder Sensorik sinnvoll. Licht kann abklingende Schallwellen mit sehr kurzer Lebensdauer auffrischen.

Die Technologie der Zukunft, etwa Highspeed-Internet oder Radar- und Sensortechnologie, erfordert eine schnelle und wärmearme Übertragung von Informationen. Chips, die statt mit Elektrizität mit Licht und Ton arbeiten, könnten diesen Bedarf decken: Sie verwenden Schallwellen, um die Informationen in Form von Licht, die über Glasfaserkabel übertragen werden, zu speichern und zu übertragen. Elektronen, die Wärme erzeugen, werden dabei nicht benötigt.

Die von Lichtwellen in Schallwellen übertragene Information zerfällt jedoch in wenigen Nanosekunden – zu schnell für mögliche Anwendungen der Technik. Birgit Stiller, Leiterin einer unabhängigen Forschungsgruppe am Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts, entwickelte zusammen mit der Forschungsgruppe Eggleton an der Universität Sydney und Christian Wolff von der Süddänischen Universität eine Methode zur Auffrischung dieser akustischen Wellen.

Die Wissenschaftler haben sorgfältig getimte, synchronisierte Lichtimpulse verwendet, um die Schallwellen zu verstärken. Damit haben sie zum ersten Mal gezeigt, dass eine Auffrischung der akustischen Wellen möglich ist und dass Informationen dadurch viel länger gespeichert und verarbeitet werden können.

Den Wissenschaftler gelang es, die Lebensdauer der in Schallwellen gespeicherten Informationen auf dem Chip um 300 % zu verlängern: von 10 auf 40 ns. „Wir wollen mit dieser Methode die Zeitspanne noch weiter strecken, in der Informationen auf dem Chip gespeichert werden“, sagt Moritz Merklein vom Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts. Theoretisch kann dieses Konzept bis in den Mikrosekundenbereich ausgedehnt werden.

„Bislang war die Speicherung grundsätzlich durch die Lebensdauer der Schallwellen begrenzt. Mit der Auffrischung der Schallwellen können wir diese Beschränkung überwinden“, erläutert Birgit Stiller. Dieser Machbarkeitsbeweis eröffnet viele Möglichkeiten für die optische Signalverarbeitung, Feinfilterung, hochpräzise Sensorik und Telekommunikation.

von mn

Originalveröffentlichung:

[B. Stiller, M. Merklein, C. Wolff, K. Vu, P. Ma, S. J. Madden, B. J. Eggleton, Coherently refreshing hypersonic phonons for light storage, Optica 7 (2020), DOI: 10.1364/OPTICA.386535]

www.mpl.mpg.de

Firmeninformationen
© photonik.de 2020 - Alle Rechte vorbehalten