Speicherung von Information aus Bahndrehimpulsmoden in akustischen Wellen

• Antragstellerin: Professorin Dr. Birgit Stiller
• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung seit 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 553206021

Optische Information hat viele Freiheitsgrade, zum Beispiel Amplitude, Phase, Frequenz, Polarisation, Bahndrehimpuls, Kohärenz und zeitliche Dynamik. Bei optischen Fasern und Lichtwellenleitern kommt zusätzlich die Vielfalt unterschiedlicher geführter räumlicher Moden hinzu. Für die Verarbeitung optischer Information ist es von Vorteil, rein optische Techniken verwenden zu können, da andere Ansätze wie die elektrooptische Steuerung die Bandbreite begrenzen und hinsichtlich der Geschwindigkeit Einschränkungen darstellen. Die Manipulation optischer Informationen umfasst unter anderem die Verstärkung, Frequenzumwandlung, Verzögerung und Weiterleitung optischer Signale. Ein Ansatz zur Verarbeitung optischer Informationen mit Kontrolllicht wurde kürzlich experimentell durch Interaktion mit akustischen Wellen demonstriert. Der nichtlineare optische Effekt der stimulierten Brillouin-Mandelstam-Streuung verknüpft optische und akustische Wellen und kann zur Speicherung optischer Informationen in Schallwellen genutzt werden. Es wurde gezeigt, dass das Konzept Amplitude und Phase, die Frequenz und eine zeitliche Reihe von Impulsen bewahrt. Im letzten Jahrzehnt wurden räumliche Kanäle (Polarisationszustände und optische Modi) in großem Umfang genutzt, um die optische Kommunikationskapazität zu verbessern, und diese Technologie entwickelt sich zu einer vielversprechenden Übertragungsmethode in Rechenzentren und Quantenkommunikationssystemen. Allerdings ist die Speicherung und der Abruf von Polarisationszuständen und räumlichen Informationen bislang noch nicht erfolgt. In diesem Projekt wollen wir Polarisation, Bahndrehimpuls und räumliche Informationen in sich fortbewegenden akustischen Wellen speichern. Das Konzept soll in chiralen photonischen Kristallfasern demonstriert werden, die sowohl zirkulare Polarisation als auch Bahndrehimpulsmoden stabil leiten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Dr. Xinglin Zeng