Aktuelles › Bert­hold Leib­in­ger Stif­tung · Sir David Payne erhält Bert­hold Leib­in­ger Zukunftspreis

Jury wür­digt Sir Davids Arbei­ten zum Erbium-dotier­ten Faser­ver­stär­ker (EDFA) und seine weg­wei­sende For­schung in der Faseroptik.

Preis­ver­lei­hung am 24. Sep­tem­ber 2021

Pro­fes­sor Sir David Payne von der Uni­ver­sity of Sout­hamp­ton, Eng­land, ist der achte Preis­trä­ger des Bert­hold Leib­in­ger Zukunfts­prei­ses der gemein­nüt­zi­gen Bert­hold Leib­in­ger Stif­tung. Damit wür­digt die Jury Sir Davids Arbei­ten zum Erbium-dotier­ten Faser­ver­stär­ker (EDFA) und seine weg­wei­sende For­schung auf dem Gebiet der Faser­op­tik. Der mit 50.000 Euro dotierte Tech­no­lo­gie­preis wird alle zwei Jahre an einen Pio­nier für her­aus­ra­gende For­schung in der ange­wand­ten Laser­tech­no­lo­gie ver­lie­hen. Die Preis­ver­lei­hung fin­det am 24. Sep­tem­ber 2021 in Dit­zin­gen statt.

Seit den sieb­zi­ger Jah­ren forscht Sir David in vie­len Fel­dern der Pho­to­nik, von der Tele­kom­mu­ni­ka­tion und opti­schen Sen­so­ren bis hin zu Nanoop­tik und opti­schen Mate­ria­lien. Zusam­men mit sei­nen Kol­le­gen vom Optoelec­tro­nics Rese­arch Cen­ter der Uni­ver­sity of Sout­hamp­ton erar­bei­tete er viele bedeu­tende tech­ni­sche Errun­gen­schaf­ten auf dem Gebiet der opti­schen Faser­tech­no­lo­gie. Seine Arbei­ten hat­ten einen direk­ten Ein­fluss auf die welt­weite Tele­kom­mu­ni­ka­ti­ons­tech­nik und auch auf viele Gebiete der Optik-For­schung. Er ist ins­be­son­dere bekannt für seine Arbei­ten zur opti­schen Ver­stär­kung in Erbium-dotier­ten Glas­fa­sern für die Tele­kom­mu­ni­ka­tion und für Hoch­leis­tungs-Faser­la­ser für die Materialbearbeitung.

Beide in der Indus­trie wich­tige Anwen­dun­gen haben eine Gemein­sam­keit: Die gering­fü­gige Dotie­rung, also gezielte Ver­un­rei­ni­gung, von Sili­zium-Glas­fa­sern mit Ele­men­ten der Gruppe der Sel­te­nen Erden. Diese Dotie­rung ermög­licht die effi­zi­ente Erzeu­gung oder Ver­stär­kung von Licht in einer Glas­fa­ser. 1985 ent­zün­dete die Gruppe von Sir David mit ihrer Publi­ka­tion zur Erbium-Dotie­rung von Fasern mit nied­ri­gem Ver­lust eine Revo­lu­tion in der Glas­fa­ser-For­schung. Nicht ein­mal zehn Jahre spä­ter wurde bereits das erste tran­spa­zi­fi­sche See­ka­bel mit opti­scher Ver­stär­kung mit­tels EDFAs ver­legt und in den 2000er Jah­ren erreich­ten Faser­la­ser die Kilowatt-Klasse.

Kein glo­ba­les Inter­net ohne EDFA

Ein Maß für die Leis­tungs­fä­hig­keit faser­op­ti­scher Netz­werke war anfangs die Anzahl der Tele­fon­ge­sprä­che, die gleich­zei­tig über eine ein­zelne Faser trans­por­tiert wer­den konn­ten. Und diese Zah­len waren beein­dru­ckend: Viele hun­dert­tau­sende Gesprä­che konn­ten gleich­zei­tig über eine Faser geführt wer­den. Mit dem Inter­net und der Digi­ta­li­sie­rung der Kom­mu­ni­ka­tion änderte sich die­ses Maß und die Rede war von Giga­bits pro Sekunde. Nach ein­stel­li­gen Zah­len in den 1990er Jah­ren sind die Rekorde von heute sechs­stel­lig, die Rede ist nun von 100 Tera­bit pro Sekunde. Dabei ist die Lei­tungs­ka­pa­zi­tät der opti­schen Kabel nicht ein­fach nur per se grö­ßer als die von Kup­fer­ka­beln, sie lässt sich auch nach­träg­lich enorm stei­gern, indem meh­rere Wel­len­län­gen, jede ein eige­ner Kanal, durch die glei­che Faser geführt wer­den, das soge­nannte Wel­len­län­gen-Mul­ti­plex­ing. Durch den Ein­satz kohä­ren­ter Über­tra­gungs­tech­no­lo­gien lässt sich die Anzahl der Kanäle noch ein­mal hoch­mul­ti­pli­zie­ren. Doch für Netz­werk­ver­bin­dun­gen län­ger als 100 Kilo­me­ter, denn nach die­ser Stre­cke ist die Signal­stärke auf kri­ti­sche Werte abge­sun­ken, benö­ti­gen all diese Tech­no­lo­gien eine opti­sche Signal­ver­stär­kung und sind daher auf EDFAs ange­wie­sen. Man kann daher sagen, dass EDFAs für eine dras­ti­sche Kos­ten­re­duk­tion für Band­breite sor­gen, indem sie elek­tri­sche Ver­stär­ker mit opti­schem Emp­fän­ger und Sen­der erset­zen, vor allem aber die Not­wen­dig­keit für das Ver­le­gen neuer Kabel redu­zie­ren. Für die daten­ge­trie­bene Welt von heute sind die nied­ri­gen Kos­ten der Lei­tungs­ka­pa­zi­tä­ten eine wich­tige Voraussetzung.

Mit gro­ßer Freude ver­leiht die Bert­hold Leib­in­ger Stif­tung Pro­fes­sor Sir David Payne den Bert­hold Leib­in­ger Zukunfts­preis. Mit die­ser hohen Aus­zeich­nung ist auch die Aner­ken­nung sei­nes unter­neh­me­ri­schen Geis­tes ver­bun­den. Neben sei­ner For­schung initi­ierte er die Kom­mer­zia­li­sie­rung von Tech­no­lo­gien durch die Grün­dung einer Reihe von Start-ups, genauso wie durch zahl­rei­che Kol­la­bo­ra­tio­nen mit eta­blier­ten Technologieunternehmen.

Pro­fes­sor Sir David Payne erwi­dert: „Der Bert­hold Leib­in­ger Zukunfts­preis ist ein inter­na­tio­na­ler Preis für exzel­lente For­schung zur Anwen­dung und Erzeu­gung von Laser­licht. Das Optoelec­tro­nics Rese­arch Centre, wel­ches zu lei­ten ich die Ehre habe, teilt diese auf­re­gende Mis­sion. Ich fühle mich daher sehr geehrt, diese hoch ange­se­hene Aus­zeich­nung für meine For­schungs­ar­bei­ten zu erhal­ten. Es ist auch die Arbeit von her­aus­ra­gen­den Kol­le­gen, mit denen ich das Ver­gnü­gen habe, meine Arbeit über die Jahre hin­weg zu tei­len. Die­ser Preis ist auch für sie. Ich stoße hinzu zu einer Gruppe von acht frü­he­ren Preis­trä­gern, die sich wie das Who-is-who der Laser­pio­niere liest, und das erfüllt mich mit Stolz.“

Preis­ver­lei­hung mit Bert­hold Leib­in­ger Inno­va­ti­ons­preis im Sep­tem­ber 2021

Der Bekannt­gabe des Bert­hold Leib­in­ger Zukunfts­prei­ses fol­gen die Fina­lis­ten des Bert­hold Leib­in­ger Inno­va­ti­ons­prei­ses. Beide Preise wer­den den Preis­trä­gern am Frei­tag, 24. Sep­tem­ber 2021 in Dit­zin­gen überreicht.

 

Für mehr Infor­ma­tio­nen über die Preise und die Stif­tung: www.leibinger-stiftung.de