Optical switching on the basis of semiconductor-laser amplifiers with non-periodic optical signals

• Applicant: Professor Klaus Petermann, Ph.D.
• Subject Area: Electronic Semiconductors, Components and Circuits, Integrated Systems, Sensor Technology, Theoretical Electrical Engineering
• Term: from 2002 to 2006
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 5366953

Optische Schalter auf der Basis von Halbleiter-Laserverstärkern (SOA) werden bereits erfolgreich für das rein optische Schalten (all-optical switching) von optischen Datensignalen z.B. in der Anwendung als optischer Demultiplexer für Datenraten bis 160 Gbit/s eingesetzt. Ein Charakteristikum einer solchen Anwendung als Demultiplexer ist das periodische Schalten. Hierbei liegt die Repetitionsrate der optischen Steuerpulse in der Regel bei 10 GHz, vorgegeben durch die maximale Verarbeitungsgeschwindigkeit der elektronischen Komponenten im Empfänger. Beim periodischen Schalten kann der zeitliche Abstand der optischen Steuerpulse des Schalters wesentlich kürzer sein als die Zeitkonstante r der Ladungsträgerdynamik, ohne das Störungen wie"PatternEffekte" auftreten. Ein Ziel des Vorhabens besteht darin die Repetitionsrate der Steuerpulse bis auf 160 GHz anzuheben. Es gibt auch viele Anwendungen, die auf nicht-periodischem Schalten basieren. Beispiele sind logische Operationen, insbesondere UND-Gatter im Entscheider für die Datenregeneration, aber auch Wellenlängenumsetzer. Ein Charakteristikum des nicht-periodischen Schaltens ist, dass bei einem zeitliche Abstand der Steuerpulse, massive Störungen durch "Pattern-Effekte" auftreten. Im Vorhaben sollen die grundlegenden Eigenschaften des nicht-periodischen Schaltens von Halbleiter-Laserverstärkern in Verbindung mit verschiedenen Schalterkonfigurationen untersucht werden. Insbesondere soll festgestellt werden, wo die Grenze der Verarbeitungsgeschwindigkeit für das nichtperiodische Schalten liegt. Darüberhinaus wird ein Vergleich mit Schaltern auf der Basis hoch-nichtlinearer Fasern (Nonlinear Optical Loop Mirror, NOLM) angestrebt.

• DFG Programme: Research Grants