ahresbericht 2011 der Fakultät EIM - Universität Paderborn: ONT

06 Berichte Forschung
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Jahresbericht 2011
Bahnbrechende Forschung
bringt HOHE AUSZEICHNUNG
NOVOPTEL GMBH UND INSTITUT FÜR ELEKTROTECHNIK UND INFORMATIONSTECHNIK
DER UNIVERSITÄT PADERBORN: EIN „AUSGEWÄHLTER ORT 2011“
Die Standortinitiative „Deutschland – Land der Ideen“ prämiert seit 2006 durch den Wettbewerb „365
Orte im Land der Ideen“ Projekte, die einen nachhaltigen Beitrag zur Zukunftsfähigkeit Deutschlands
leisten. Solch ein „Ausgewählter Ort“ sind im Jahr 2011 auch die Novoptel GmbH und das Institut für
Elektrotechnik und Informationstechnik. Mit ihrem Polarisationsregler für Glasfaserkabel haben sie
die Voraussetzung dafür geschaffen, den erreichbaren Datenfl uss in Lichtwellenleitern auf besonders
einfache, kostengünstige und energiesparende Weise zu verdoppeln.
„Das Internet soll immer mehr Videos und Filme, Musik, Informationen und Unterhaltung bereitstellen,
bei niedrigen Nutzergebühren. Um die wachsenden Datenmengen zu verarbeiten, braucht es einen stetigen
technischen Fortschritt“, erklärt Dipl.-Ing. Benjamin Koch, Geschäftsführer der Novoptel GmbH. Da
die Datenübertragung fast durchgängig mittels Lichtwellenleiter erfolgt, lässt sich der Informationsfl uss
durch Ausnutzung zweier zueinander senkrechter Schwingungs- oder Polarisationsrichtungen des Lichts
verdoppeln. „Aufseiten des Empfängers müssen dabei Drehungen der Polarisationsebene ausgeregelt
werden, die beim Bewegen der Lichtquelle entstehen“, führt Professor Dr.-Ing. Reinhold Noé, Leiter der
Fachgruppe Optische Nachrichtentechnik und Hochfrequenztechnik im Institut für Elektrotechnik und Informationstechnik,
aus. Dafür entwickelten Professor Dr.-Ing. Noé und Dipl.-Ing. Koch einen ultraschnellen,
vollkommen unterbrechungsfreien optischen Polarisationsregler, der etwa hundertmal so schnell
regelt wie Konkurrenzprodukte. Die Grundlagen dafür hat Professor Dr.-Ing. Noé bereits 1987 geschaffen,
doch erst mit den heutigen konfi gurierbaren Logikbausteinen konnten die beiden Forscher die Regelgeschwindigkeit
dermaßen steigern.
Der optische Polarisationsregler enthält einen elektrooptischen Polarisationstransformator aus
Lithiumniobat, in dem ein optischer Wellenleiter verläuft. Er verändert die Polarisation des ihn durchlaufenden
Lichts als Funktion von Spannungen, die an Elektroden angelegt werden. Zur Regelung wird
ein elektrisches Fehlersignal gewonnen, welches klein ist, wenn das Polarisationsübersprechen gering
ist. Bei der eigentlichen Regelung werden die verschiedenen Elektrodenspannungen geeignet verändert,
sodass das Fehlersignal immer sehr klein ist. Das funktioniert selbst dann, wenn die Polarisation sich
Tausende Male pro Sekunde dreht. Alle Polarisationszustände können als Punkte auf der sogenannten
Poincaré-Kugel dargestellt werden. Bild 3 zeigt ganz links unzählige Polarisationszustände auf der
ganzen Kugeloberfl äche, die in schneller Folge durchlaufen werden. Rechts sind gemessene Polarisationszustände
am Polarisationsreglerausgang zu sehen, welche wie gewünscht immer auf einen – als
Funktion der eingangsseitigen Änderungsgeschwindigkeit sehr kleinen oder etwas größeren – Fleck auf
der Kugeloberfl äche konzentriert sind.
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