Chaos kann auch Vorteile haben – wenn es wohl strukturiert ist. Physikern ist es jetzt erstmals gelungen, ein solches gezieltes Chaos auf einem photonischen Chip zu erzeugen. Der auf Laserbasis konstruierte optische Schaltkreis gibt wertvolle Hinweise darauf, wo bei zukünftigen optischen Chips Probleme durch die Wechselwirkungen von mehreren Laserstrahlen auftreten könnten und wo Baupläne entsprechend angepasst werden müssen.
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Computer auf der Basis von Licht – höchstwahrscheinlich Laser – gelten als viel versprechende Option für die Zukunft. Normalerweise ist das Licht, das aus einem Laser kommt extrem regelmäßig und damit berechenbar. Wenn aber bestimmte Laserparameter verändert werden, kann sich dies ändern. Dann wird der Laserstrahl chaotisch, das heißt unberechenbar. Dies geschieht beispielsweise wenn der elektrische Strom moduliert wird, der die Laserpumpe antreibt, aber auch, wenn ein Teil des Laserlichts über Spiegel so zurückgeleitet wird, dass Wechselwirkungen auftreten.
Um ein solche Chaos noch dramatischer, gleichzeitig aber gezielt analysierbar zu machen, konstruierte der Physiker Mirvais Yousefi gemeinsam mit seinen Kollegen von der Technischen Universität Eindhoven in den Niederlanden einen speziellen optischen Chip. Dabei setzte er gepaarte Laser ein, Laser, die so eng nebeneinander auf dem Chip montiert waren, dass jeder den anderen beeinflusste.
Eindhoven-Chip weist chaotische Effekte nach
Wie die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift „Physical Review Letters“ berichten, ist dieser so genannte Eindhoven-Chip jetzt der erste, mit dem es gelungen ist, direkt nachzuweisen, wo im System Störungen und chaotische Effekte auftreten. Bisher war dies nur indirekt über die Analyse der Laserspektren möglich. Jetzt aber konnten die Forscher direkt erkennen, wo an einem bestimmten Zeitpunkt Wechselwirkungen auftraten und wo nicht.
Da auf zukünftigen opto-photonischen Chips wahrscheinlich Tausende oder Millionen von Lasern arbeiten und diese entsprechend eng gepackt sein müssen, könnte der Eindhoven-Chip schon heute dazu beitragen, potenzielle Störungen und Probleme ausfindig zu machen und möglicherweise sogar, solche chaotischen Effekte auch gezielt zu nutzen.
(American Institute of Physics, 31.01.2007 – NPO)
