TU intern 6/97

FORSCHUNG

Spieglein, Spieglein

Um die Phasenverzerrung in den Griff zu bekommen, nutzen Laser-Spezialisten einen Effekt aus, der bereits seit den 60er Jahren bekannt ist: die stimulierte Brillouin-Streuung (SBS). Sie entsteht, wenn man Laserlicht in einen Stoff richtet und dieser dann Teile des Strahls genau in die Ursprungsrichtung zurückwirft.

Ist der Effekt stark genug, können die Laser-Entwickler großen Nutzen daraus ziehen: Durch unerwünschte Brechung im Lasermedium bei hohen Leistungen werden die einfallenden Strahlen störend abgelenkt; durch den SBS-Spiegel werden diese Strahlen in ihrer Richtung exakt umgedreht und in den Laserkristall zurückgeschickt. In diesem Fall passieren die Lichtwellen nochmals den Entstehungsort ihrer Phasenverzerrung, wo die gleiche Störung, die sie anfangs verzerrte, noch einmal auf sie einwirkt - dieses Mal allerdings in entgegengesetzter Richtung. Ergebnis: Die Störung hebt die Phasenverzerrung beim zweiten Durchlauf auf. Gleichzeitig wird die Leistung des Strahls verstärkt: Man erhält also einen qualitativ besseren und energiereicheren Strahl.

Das Glasfaserkabel (l. u.) reflektiert das Licht, das der Laser von rechts einstrahlt

Seit 1987 beschäftigen sich die TU-Wissenschaftler unter Leitung von Professor Hans-Joachim Eichler mit diesen ungewöhnlichen Spiegeln, die unter Fachleuten als "phasenkonjugierende Spiegel" bezeichnet werden. Bisher wurden dafür hauptsächlich Stoffe eingesetzt, die problematische Eigenschaften aufweisen. Der flüssige Schwefelkohlenstoff ist beispielsweise eine die Umwelt belastende Substanz. Gase sind in der Regel nur unter Hochdruck gute SBS-Spiegel, was im industriellen Einsatz zum Risiko werden kann.

Als sichere und gleichzeitig preiswerte Alternative entdeckten die TU-Laserspezialisten Glasfasern. Auch bei ihnen tritt nämlich die stimulierte Brillouin-Streuung auf, die in der optischen Nachrichtenübertragung bisher aber nur als Störungsursache bekannt war. In Experimenten ermittelten die TU-Forscher seit 1995 geeignete Glasfasern, die einen deutlichen SBS-Effekt ermöglichen - und zeigten, daß die dünne Faser sehr gut zum phasenkonjugierenden Spiegel taugt.