Laser-Wirbelstürme sollen große Datenmengen übertragen

Forscher der Universität Aalto in Finnland haben einen neuen Weg gefunden, Informationen via Laserlicht zu übertragen. Ihre Entdeckung könnte die Art und Weise revolutionieren, wie wir Daten über Kabel übertragen.

Laser leuchtet durch Quasikristall

Die Wirbel entstehen, indem man metallische Nanopartikel durch ein elektrisches Feld manipuliert. Diese winzigen Goldpartikel wurden auf einem Glas in Mustern angeordnet, die sich nie genau wiederholt. Den Zusammenschluss dieser Partikel nennt man Quasikristall, denn normale Kristalle würden ihr Muster immer wieder wiederholen.

Diese Nanopartikelschicht ist 400 Mal dünner als ein menschliches Haar und wird mit einer Farblösung bedeckt, die Licht emittiert. Werden die Partikel nun mit einem starken Laser bestrahlt, können sie die Lichtstrahlen verdrehen - bis zu 19 Mal in die eine und 17 Mal in die andere Richtung.

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Diese winzigen Laser-Wirbelstürme haben ein ruhiges, dunkles Zentrum, der von einem hellen Lichtring umgeben wird - ähnlich wie beim Auge eines Hurrikans, das windstill ist. Bemerkenswert ist aber, mit welcher Präzision die Forscher die Lichtwellen manipulieren konnten. Je nachdem, wie sie die Goldpartikel anordneten, konnten sie Strahlen herstellen, die sich genau 3, 4, 5 oder sogar 19 Mal wie ein Korkenzieher um ihre eigene Achse drehten.

Anwendungen in der Praxis

Diese Entdeckung könnte auch in der Praxis Anwendung finden, nämlich im Bereich der Datenübertragung. Bereits jetzt wird Licht genutzt, um großer Mengen an Daten zu übertragen - Stichwort Glasfaserinternet. Die Daten werden anhand der verschiedenen Eigenschaften des Lichts übertragen, etwa seiner Farbe, oder der Richtung, in der es schwingt.

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Kommt nun noch die Dimension der "Verdrehung" hinzu, könnte man die Menge der Informationen, die über ein einzelnes Kabel übermittelt werden, noch einmal deutlich erhöhen. Laut den Forschern könnte sich die Datenübertragungskapazität um das 8- bis 16-Fache multiplizieren.

Neue Art von Laser

Diese Art von verdrehten Lichtstrahlen können - wie bei einer Glühbirne - Licht mit einer spezifischen Farbe in alle Richtungen ausstrahlen. Normalerweise scheinen Laser nur in eine Richtung, und zwar in einem engen, gebündelten Strahl. Diese Eigenschaft könnte auch zu Lasern mit neuen Fähigkeiten führen - etwa für Quantencomputer oder um einzelne Zellen oder Partikel zu manipulieren.