Erfindung des Erbium-dotierten Faserverstärkers (EDFA)

Die Erfindung des ERbium-dotierten Faserverstärkers (EDFA)

Prof. Payne hat den Erbium-dotierten Faserverstärker (EDFA) erfunden, der im Kernbereich heutiger optischer Datenübertragungssysteme über große Entfernungen Datenraten ermöglicht, die vormals nicht vorstellbar waren. Professor Payne legte die Grundlagen zu diesem technologischen Durchbruch.. Basierend auf seinen Arbeiten sind systeme entwickelt worden, die heute eine Übertragung von Lichtsignalen über Glasfasern mit Reichweiten von mehreren hundert Kilometern bei Datenraten von über hundert Gigabit pro Sekunde ermöglichen.

Ohne die Bereitstellung riesiger Übertragungskapazitäten durch moderen Telekommunikationsnetze wäre die rasante Entwicklung des Internet während der letzten Jahre nicht möglich gewesen. Die Erfindung des Erbium-dotierten Faserverstärkers (EDFA) im Jahre 1987 war einer der wesentlichen Schritte bei der Weiterentwicklung dieser Netze.

Der Erbium-dotierte Faserverstärker besteht aus einer 10-30 m langen Erbium-dotierten Glasfaser, in die ein oder mehrere Datensignale und das zur Verstärkung benötigte Licht eines Pumplasers eingekoppelt werden. Aufgrund der spezifischen Eigenschaften der Faser werden die Datensignale entlang der Erbium-dotierten Faser durch Aufnahme der Leistung des Pumplasers verstärkt. Heute stehen Erbium-dotierte Faserverstärker mit Verstärkungen von bis zu 40 dB (Faktor 10000) bei Rauschzahlen von weniger als 4 dB in den weltumspannenden Telekommunikationsnetzen zur Verfügung.

Die Einführung der Einmodenfaser ermöglichte in einem ersten Schritt die Steigerung der Datenrate in optischen Telekommunikationsnetzen von einigen Megabit pro Sekunde auf bis zu einigen hundert Gigabit pro Sekunde und gleichzeitig die massive Reduktion der Übertragungskosten durch Vergrößerung der Regeneratorabstände von wenigen Kilometern auf derzeit über 100 Kilometer. Durch Einsatz des Erbium-dotierten Faserverstärkers, der heute im weltumspannenden Telekommunikationsnetz beinahe flächendeckend installiert ist, konnte der Regeneratorabstand nochmals auf bis zu zehntausend Kilometer ausgedehnt werden. Die ersten Ergebnisse der Arbeiten von Prof. Dr. David N. Payne wurden 1987 veröffentlicht. Etwa gleichzeitig arbeitete Dr. Emmanuel Desurvire unabhängig von Prof. Payne an der Entwicklung des Erbium-dotierten Faserverstärkers; Prof. Payne mit Blick auf die Grundlagen und Dr. Desurvire mit Blick auf die Anwendungsaspekte.

Mit der Verleihung des Edurard-Rhein-Preises wird das Lebenswerk von Prof. Payne auf dem Gebiet der aktiven Faserbauelemente unter besonderer Berücksichtigung seiner grundlegenden und bahnbrechenden Arbeiten zum Erbium-dotierten Faserverstärker (EDFA) gewürdigt.

Dr. Söhne Mehrgardt,
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