Siliziumphotonik

Was ist der Hauptgrund dafür, dass in der optischen Langstrecken-Faserkommunikation der Wellenlängenbereich um 1,55 µm (C-Band) weit verbreitet ist?

  1. AWeil in diesem Wellenlängenbereich die Verluste von Quarzglasfasern am geringsten sind
  2. BWeil Silizium hier Licht am stärksten absorbiert und sich Photodetektoren leicht herstellen lassen
  3. CWeil die chromatische Dispersion hier null wird und sich Pulse überhaupt nicht verbreitern
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Antwort: A. Weil in diesem Wellenlängenbereich die Verluste von Quarzglasfasern am geringsten sind

Die Verluste von Glasfasern aus Quarzglas (SiO2) steigen bei kurzen Wellenlängen durch Rayleigh-Streuung und bei langen Wellenlängen durch Infrarotabsorption an, sodass sie dazwischen um 1,55 µm minimal werden (etwa 0,2 dB/km). Selbst nach 100 km beträgt der Verlust nur etwa 20 dB; dass sich das Licht zudem mit Erbium-dotierten Faserverstärkern (EDFA) rein optisch verstärken lässt, ist ein weiterer Grund für den Einsatz des C-Bands in der Langstreckenkommunikation. Bei Standard-Single-Mode-Fasern wird die chromatische Dispersion um 1,31 µm (O-Band) nahezu null; bei 1,55 µm bleibt Dispersion bestehen. Silizium absorbiert diese Wellenlänge kaum.

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