Sichere "Free-Space Optics" Kommunikation basierend auf durch Quantenkaskadenlaser erzeugten chaotischen Trägern ("QCL-Chaos-Twins")
Final Report Abstract
Im vorliegenden Vorhaben sollte das Problem der mangelnden Sicherheit, der „prinzipiellen Angreifbarkeit“ einer optischen Freistrahl-Übertragungsstrecke durch die innovative Idee der Kombination von Quantenkaskadenlasern und Kommunikation unter Anwendung von chaotischen Trägern untersucht und charakterisiert werden, um somit in direkter Zusammenarbeit zwischen experimenteller Optik, Informatik, Angewandter Mathematik und Technologie vor dem Hintergrund des physikalischen Verständnisses verbesserte Sicherheitssystemeigenschaften zu erzielen bzw. explorativ gänzlich neue Funktionalitäten zu realisieren. Mittels der Synchronisationseigenschaften chaotisch emittierender Sende- und Empfänger-Quantenkaskadenlaser sollte Information auf Hardwareebene verschlüsselt und entschlüsselt werden. Der erzeugte chaotische Träger auf der Senderseite wird dazu benutzt, die Information zu verstecken, die nur dann extrahiert werden kann, wenn der entsprechende Empfänger vorliegt, beide Laser also einen „Chaos-Zwilling“ darstellen. Der Antrag repräsentiert Grundlagenuntersuchungen und ihrer explorativen Perspektiven an einem optoelektronischem Schlüsselbauelement und seiner Sicherheitsarchitekturaspekte im Rahmen des Einsatzes bei einer optischen Daten-Freiraumübertragungsstrecke (Hardware und kryptographische Basistechnologie).
Publications
- „Dynmamics of Qauntum Cascade lasers“, Summer School, “Frontier in Optics”, ORC Tampere 2011
Britta Leonhäuser-Rein, Lukas Drzewietzki, Florian Schad, Wolfgang Elsäßer
- “9.5 dB relative intensity noise reduction in quantum cascade laser by detuned loading”, Electrinics Letters 49 (24), 1548–1550 (2013)
C. Juretzka, S. Breuer, L. Drzewietzki, F. Schad, M. Carras and W. Elsäßer
(See online at https://doi.org/10.1049/el.2013.2366) - “Investigations of mode beat frequencies of external cavity semiconductor lasers”, Appl. Phys. B 113, 215–220 (2013)
Britta Leonhäuser-Rein, Lukas Drzewietzki, Florian Schad, Wolfgang Elsäßer
(See online at https://doi.org/10.1007/s00340-013-5459-5) - “Taming the Noise: Some News on the Noise Properties of Quantum Cascade Lasers”, QCL anniversary conference, ETH Zurich 2014
A. Fast, C. Juretzka, F. Michel, M. Carras, and W. Elsäßer
- „Relative Intensity Noise Reduction of a Quantum Cascade Laser by Optical Feedback“, DPG Jahrestagung und Frühjahrstagung der Sektion AMOP Berlin 17. - 21. März 2014 Poster Q 30.50
Carsten Juretzka, Stefan Breuer, Lukas Drzewietzki, Florian Michel, Mathieu Carras and Wolfgang Elsässer
