Kerr-Frequenzkämme und deren Stabilisierung für die Terabit-Kommunikation

Optische Frequenzkämme ermöglichen kohärente Datenübertragung auf Hunderten von Wellenlängenkanälen mit hoher spektraler Effizienz. Besonders kompakte Frequenzkammquellen können durch die Ausnutzung von optischen Nichtlinearitäten in einem Mikroresonator hoher Güte erzielt werden. Allerdings war es bislang aufgrund mangelnder Stabilität dieser sog. Kerr-Kämme praktisch unmöglich, die Bauteile in Anwendungsexperimenten zu verwenden: Die Kammerzeugung hängt empfindlich von den genauen Pumpparametern wie Leistung, Polarisation und insbesondere Verstimmung zwischen Resonanz- und Pumpwellenlänge ab. Schwankungen dieser Parameter aufgrund von äußeren Einflüssen können zu Instabilitäten oder zur kompletten Auslöschung des Kammspektrums führen. In der vorliegenden Arbeit stellen wir ein Stabilisierungsverfahren vor, welches die Emissionsfrequenz des Pumplasers an die Resonanzfrequenz koppelt und damit für eine stabile Kammerzeugung sorgt. Das Verfahren ermöglicht es erstmals, einen Frequenzkamm über mehrere Stunden stabil zu halten. Auf dieser Basis ist es uns gelungen, Daten mit einer Rate von 1.44 Tbit/s über eine Glasfaserstrecke von 300 km zu übertragen.