Numerische Simulation der digitalen optischen Phasenkonjugation für räumliches Multiplexing bei einer Multimodefaser

Sowohl in der Biophotonik als auch in der Nachrichtentechnik ist die Übertragung mehrerer Lichtsignale mittels Wellenleitern nötig. Während bei der Biophotonik u. a. eine Fokussierung mehrerer Zellen im Gewebe, z. B. mittels faserbasierten Endoskopen, gewünscht ist, wird bei der Nachrichtentechnik räumliches Multiplexing in Glasfasern gefordert. Bei Verwendung einer Multimodefaser (MMF) lassen sich mehrere Lichtsignale gleichzeitig übertragen, wobei eine immanente Modenkopplung auftritt, welche die Übertragung stört. Die Störung lässt sich prinzipiell per digitaler optischer Phasenkonjugation (DOPC) mit einem flächenhaften Lichtmodulator kompensieren. Jedoch war unklar, wie viele unabhängige Signale mittels DOPC unter Nutzung eines Modulators gleichzeitig durch eine MMF übertragen werden können und welche Anforderungen dabei an den Modulator zu stellen sind. Daher wurde hier eine numerische Simulation zur DOPC entwickelt. Demnach ist die Signalanzahl nicht durch den Modulator limitiert, sondern durch die MMF. So lässt sich durch Erhöhung der Modenzahl die Fokussierung verbessern, was perspektivisch die gezielte Beleuchtung einzelner Nervenzellen für die Optogenetik ermöglicht.