Fast mit Lichtgeschwindigkeit leiten Glasfaserkabel Bits und Bytes. In regelmäßigen Abständen muss das Trägersignal, ein Strahl im infraroten Bereich des Lichtspektrums verstärkt werden. Statt Glasfasern könnten durchlöcherte Hohlstrukturen in Zukunft diese Aufgabe besser übernehmen. Amerikanische Forscher optimierten diese luftigen Datenleiter derart, dass über große Strecken weniger Datenverluste auftreten. Ihre Ergebnisse präsentieren sie in der Fachzeitschrift Nature (Vol. 424, S. 657).
“Frühe Fasern mit Luftkern gab es nur in kurzen Längen, und so war eine systematische Untersuchung der Verlustraten nicht möglicht”, berichten Karl Koch und seine Kollegen von der
Firma Corning Incorporated. Ihre rund 100 Meter lange Hohlfaser basiert auf so genannten photonischen Kristallen. Einzelne regelmäßig angeordnete Strukturen beeinflussen hier die Lichtleitung. Ihre Luftfaser, die unter dem Mikroskop durchlöchert wie ein Schweizer Käse erscheint, überzeugte durch eine sehr geringe Verlustrate.
Die exakt angeordneten Löcher dimensionierten sie dabei so genau, dass nur das Licht bestimmter Wellenlängen aus der Faser austreten können. Datentragende Lichtsignale dagegen werden über das Prinzip der Rayleigh-Streuung zverlässig weitergeleitet.
Im Unterschied zur Lichtleitung durch ein festes Material wie in der Glasfaser wird das Licht in Luft weniger stark gestreut oder absorbiert. “Zusätzlich ermöglichen diese Fasern eine neue Plattform, um nichtlineare optische Phänomene in Gasen zu unterschen”, sagt Koch. Dazu bräuchten die durchlöcherten Hohlräume nur mit dem gewünschten Gas statt mit Luft gefüllt zu werden.
Ersetzen werden solche Hohlfasern die weit verbreiteten Glasfaserkabel in absehbarer Zeit noch nicht. Doch haben sie das Potenzial, bald größere Datenmengen mit geringerem Wartungs- und Verstärkungsaufwand zuverlässig zu transportieren.
Jan Oliver Löfken
