Hannover 2010 – wissenschaftliches Programm

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Q: Fachverband Quantenoptik und Photonik

Q 55: Poster II

Q 55.88: Poster

Donnerstag, 11. März 2010, 16:00–19:00, Lichthof

Numerische Berechnungsverfahren zur Simulation von Brillouin-basierten Slow-Light Systemen — •Andrzej Wiatrek, Ronny Henker, Kambiz Jamshidi, Stefan Preußler und Thomas Schneider — Institut für Hochfrequenztechnik, Hochschule für Telekommunikation Leipzig, Germany

Die gezielte Veränderung der Ausbreitungsgeschwindigkeit optischer Pulse, auch bekannt als Slow-Light, hat in den letzten Jahren viel Aufsehen erregt. Neben der sehr offensichtlichen Anwendungsmöglichkeit als optischer Pufferspeicher in der Telekommunikation eröffnen sich weitere Anwendungsfelder in der zeitlich aufgelösten Spektroskopie, der nichtlinearen Optik und der Signalverarbeitung. Der nichtlineare optische Effekt der stimulierten Brillouin-Streuung (SBS) gilt vor allem in faserbasierten Slow-Light Systemen als sehr vielversprechend, weil eher geringe Pumpleistungen zu hohen Verzögerungszeiten führen und der Effekt im gesamten Transparenzbereich aller Fasern auftritt.

Der Prozess der Verstärkung und Verzögerung der optischen Pulse mittels SBS wird durch ein Gleichungssystem gekoppelter Differentialgleichungen beschrieben. Das aufgrund der Gegenläufigkeit der Wellen entstehende Randwertproblem wird mittels Schießverfahren auf ein Anfangswertproblem zurückgeführt. Die Sättigung des SBS-Prozesses verhindert eine weitere Vereinfachung des Gleichungssystems, jedoch führt sie zu einer signifikanten Pulskompression bei gleichzeitiger Verzögerung der Pulse. In diesem Beitrag werden Runge-Kutta und Split-Step-Fourier Methode zur numerischen Simulation eines gesättigten SBS Slow-Light Systems intensiv untersucht und verglichen.