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OEwaves
Oszillatoren sind das Herzstück jedes Kommunikationsgeräts, von FM-Radioempfängern über Mobiltelefone bis hin zu hochentwickelten optischen Netzwerkgeräten. Indem sie ein Referenzsignal wie das Ticken einer Uhr ausblenden, ermöglichen sie es solchen Geräten, eingehende Signale zu interpretieren und zu verarbeiten. Aber in heutigen Oszillatoren wird die Frequenz des Signals durch einen vibrierenden Quarzkristall eingestellt, und Quarz ist einfach nicht schnell genug für die Sender und andere Maschinen, die optische Netzwerke antreiben. Betreten Sie OEwaves, ein Startup in Pasadena, CA, das Technologie von Caltech verwendet, um einen besseren, schnelleren Oszillator zu bauen - einen, der die Zeit hält, nicht mit Vibration, sondern mit Licht.
In einem herkömmlichen Oszillator bewirkt ein elektrischer Strom, dass der Quarz mit einer Eigenfrequenz von etwa fünf Millionen Zyklen pro Sekunde oder fünf Megahertz schwingt. Aber optische Netze arbeiten derzeit mit Frequenzen von bis zu 10 Gigahertz – 2.000 Mal so schnell – und könnten schließlich 40 Gigahertz erreichen. Spezielle Geräte können die Eigenfrequenz des Quarzes bis zur Frequenz des Netzwerks vervielfachen, aber der Prozess erhöht sowohl die Kosten des Systems als auch das Rauschen des Signals. Der optoelektronische Oszillator von OEwaves würde beide Probleme lösen, indem er Licht verwendet, um ein Referenzsignal zu erzeugen, das auf jede erforderliche Frequenz abgestimmt ist. Um dies zu erreichen, verwendet das Gerät eine winzige Glaskugel. Laserlicht, das in die Kugel eingestrahlt wird, wird gefangen und streift ständig von den Wänden; die Frequenz dieser eingefangenen Lichtwelle – die durch Einstellen des Laserstrahls oder der Größe der Mikrokugel verändert werden kann – wird zur Referenzschwingung. Es ist der erste neue Ansatz in der Oszillatortechnologie seit 30 Jahren, sagt OEwaves-Mitbegründer Lute Maleki. Es reduziert die Kosten und die Komplexität des Systems und ermöglicht es dem Netzwerk auch, mehr Informationen zu übertragen.
Maleki, ein Physiker am Caltech's Jet Propulsion Laboratory, und OEwaves-Mitbegründer Steve Yao versuchten zuerst, den optischen Oszillator mit einem Stück Glasfaserkabel zu bauen, um das Licht einzufangen. Die Idee zur Verwendung von Mikrosphären stammt von Vladimir Ilchenko, damals am Moskauer Lebedew-Institut und bald Chefwissenschaftler von OEwaves. Gemeinsam mit CEO Julie Schoenfeld gründeten Maleki und Yao letztes Jahr OEwaves und sammelten zunächst 4,4 Millionen US-Dollar ein. Das Unternehmen plant, bis zum ersten Quartal 2002 einen funktionierenden Oszillator in der Größe einer kleinen Leiterplatte zu haben. Dieses Gerät wird klein genug sein, um in optischen Netzwerksendern, der ersten Zielanwendung von OEwaves, verwendet zu werden.
Wie bei den meisten Neugründungen sind noch viele technologische Hürden zu nehmen. Ein nahezu identisches Projekt am National Institute of Standards and Technology beispielsweise wurde 1999 eingereicht, als Forscher feststellten, dass geringfügige Temperaturschwankungen das Signal verzerren würden. Wenn sich die Temperatur ändert, ändert sich tatsächlich die Form des Materials, sagt John Kitching, der an dem Oszillatorprojekt gearbeitet hat. Dann wird die Frequenz herumdriften. Aufgrund dieser Instabilität schien es nicht lohnenswert zu sein.
Maleki weist darauf hin, dass das Projekt des nationalen Labors wie bei seinen eigenen frühen Bemühungen Glasfaserkabel verwendet. Er argumentiert, dass der Wechsel zu Mikrosphären das Temperaturproblem lösen wird. Wenn es OEwaves gelingt, diese und die anderen Herausforderungen zu meistern, denen es zweifellos begegnen wird, könnte sich seine Beharrlichkeit auszahlen. CEO Schönfeld behauptet, dass ein leistungsstarker Hochfrequenzoszillator in Märkten Anwendung finden wird, die von optischen Netzen bis hin zu drahtlosen Festnetzen mit hoher Bandbreite und darüber hinaus reichen. Wenn sie Recht hat, könnte das Timing von OEwaves fast perfekt sein.