Laser World of Photonics 2017: Fraunhofer IOF präsentiert neue Technologie für Quantenkommunikation

Neues aus der Forschung

Meldung vom 30.06.2017

In naher Zukunft wird Quantenkryptographie ein wichtiges Thema für die sichere Übertragung von Kommunikation spielen. Die Realisierbarkeit von Quanten-kommunikation konnte bisher nur im Forschungslabor bewiesen werden - nun soll die Idee aus dem Labor in die reale Welt transportiert werden. Experten des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF in Jena ist es gelungen, eine verschlüsselte Photonenquelle für Weltraumanwendungen zu entwickeln. Diese und viele weitere Entwicklungen werden vom 26.-29.06.2017 auf der LASER World of Photonics in München präsentiert.


170630-1136_medium.jpg
 
Aktivierte verschränkte Photonenquelle, die nur durch ein Faserlasersignal gespeist wird und die beiden Zwillingsphotonen durch separate Faserverbindungen überträgt.
Foto: Fraunhofer IOF
authors
title_published
where_published

Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Optik und Feinmechanik in Jena haben eine stabile, raumfahrttaugliche Quelle für verschränkte Photonen entwickelt. Solche verbundenen oder »verschränkten« Photonen sollen zukünftig bei sicheren Verschlüsselungstechnologien zum Einsatz kommen. Von der Photonenquelle aus werden über Faserleitungen oder den freien Raum eine Reihe von Photonen an einen oder zwei Empfänger versendet und anschließend umgewandelt, um die Nachricht zu entschlüsseln. Eine erste Satellitenmission dazu ist in Planung.

Diesen Vorgang nennt man Quanten-Schlüssel-Verteilung (QKD). Die QKD-Technologie soll Teil einer neuen Generation weltraumgestützter Lasersysteme sein, die eine schnelle und vor allem sicherere Kommunikation zwischen Satelliten sowie zwischen Satelliten und Bodenstationen ermöglicht. Erik Beckert vom Fraunhofer IOF erklärt: »Ein Abhören auf der einen Seite führt zu einer Veränderung beider Photonen und ist nachweisbar. Das macht die Quantenkommunikation sicherer als andere Technologien, da man immer erkennen kann, ob ein Dritter zuhört.« Die am Fraunhofer IOF entwickelte Photonenquelle wird dieses Jahr erstmalig auf der LASER World of Photonics präsentiert.

Streulichtmessung zur Oberflächenanalyse

Eine weitere Entwicklung des Fraunhofer IOF im Bereich der optischen Systeme ist ein Sensor zur Streulichtmessung. Um die neuen Möglichkeiten kompakter Streulichtsensorik optimal zu nutzen, wurde diese mit einem kollaborierenden und interaktiven Roboter kombiniert. Zusammen mit neu entwickelten Softwaremodulen ermöglicht dieses System die Führung des Sensors über komplex geformte Oberflächen mit Durchmessern von bis zu einem Meter. So können diese Oberflächen beispielsweise hinsichtlich ihrer Rauheit vollflächig kartiert werden. Die kollaborativen Eigenschaften des Roboters mit den integrierten Schutzmechanismen halten dabei den Sicherheitsaufwand gering und würden so sogar den mobilen Einsatz ermöglichen. Gleichzeitig ist es möglich, den Sensor per Hand auf ausgewählte Probenpositionen auszurichten und die gewonnenen Ergebnisse in einer Oberflächenkarte zu registrieren.

Additive Fertigung von Leichtgewichtsspiegeln

Auch zum Thema »Additive Manufacturing» wir eine neue Technologie vorgestellt. Das selektive Laserschmelzen ermöglicht die Fertigung komplexer Geometrien direkt aus 3D-CAD Daten. Dafür wird ein CAD-Modell in die Fertigungsmaschine eingelesen und Schicht für Schicht aus Metallpulver – beispielsweise Aluminium - aufgebaut. Das Pulver wird dabei mit Hilfe eines leistungsstarken Lasers verschmolzen. Die herstellbaren Strukturen sind - im Gegensatz zu konventionellen spanenden Fertigungsverfahren - nahezu beliebig.

Metalloptiken können unter Verwendung dieses Verfahrens deutlich gewichtsreduziert werden. Dabei wird im Inneren des Spiegels Material an Orten, die nicht zur Stabilität beitragen, eingespart. Dies ermöglicht extrem leichte Optiken, die dennoch eine hohe Stabilität besitzen. Anwendungen für gewichtsreduzierte Spiegel finden sich in der Lasermaterialbearbeitung, sowie insbesondere in optischen Instrumenten für Weltraumanwendungen.


Diese Newsmeldung wurde erstellt mit Materialien von idw


News der letzten 2 Wochen


Meldung vom 17.01.2019

Wie Moleküle im Laserfeld wippen

Wenn Moleküle mit dem oszillierenden Feld eines Lasers wechselwirken, wird ein unmittelbarer, zeitabhängiger ...

Meldung vom 16.01.2019

Fliegende optische Katzen für die Quantenkommunikation

Gleichzeitig tot und lebendig? Max-Planck-Forscher realisieren im Labor Erwin Schrödingers paradoxes Gedanken ...

Meldung vom 15.01.2019

Kieler Physiker entdecken neuen Effekt bei der Wechselwirkung von Plasmen mit Festkörpern

Plasmen finden sich im Inneren von Sternen, werden aber auch in speziellen Anlagen im Labor künstlich erzeugt ...

Meldung vom 14.01.2019

Vermessung von fünf Weltraum-Blitzen

Ein am PSI entwickelter Detektor namens POLAR hat vom Weltall aus Daten gesammelt. Im September 2016 war das G ...

Meldung vom 14.01.2019

Mit Satelliten den Eisverlust von Gletschern messen

Geographen der FAU untersuchen Gletscher Südamerikas so genau wie nie zuvor.

Meldung vom 14.01.2019

5000 mal schneller als ein Computer

Ein atomarer Gleichrichter für Licht erzeugt einen gerichteten elektrischen Strom. Wenn Licht in einem Halble ...

Meldung vom 14.01.2019

Isolatoren mit leitenden Rändern verstehen

Isolatoren, die an ihren Rändern leitfähig sind, versprechen interessante technische Anwendungen. Doch bishe ...

Meldung vom 10.01.2019

Ionenstrahlzerstäuben - Abscheidung dünner Schichten mit maßgeschneiderten Eigenschaften

Dünne Schichten mit Schichtdicken im Bereich weniger Nanometer spielen eine zentrale Rolle in vielen technolo ...

Meldung vom 10.01.2019

Wie Gletscher gleiten

Der Jülicher Physiker Bo Persson hat eine Theorie zum Gleiten von Gletschereis auf felsigem Boden vorgestellt ...

Meldung vom 08.01.2019

Neue Einblicke in die Sternenkinderstube im Orionnebel

Team unter Kölner Beteiligung zeigt: Winde eines jungen Sternes verhindern die Bildung neuer Sterne in der Na ...

Meldung vom 08.01.2019

Dissonanzen in der Quantenschwingung

Neuartige Quanteninterferenz in atomar dünnen Halbleitern entdeckt.

Meldung vom 07.01.2019

Photovoltaik-Trend Tandemsolarzellen: Wirkungsgradrekord für Mehrfachsolarzelle auf Siliciumbasis

Siliciumsolarzellen dominieren heute den Photovoltaikmarkt aber die Technologie nähert sich dem theoretisch m ...

Meldung vom 07.01.2019

Forscher erzeugen Hybridsystem mit verschiedenen Quantenbit-Arten

Einem japanisch-deutschen Forschungsteam ist es erstmals gelungen, Informationen zwischen verschiedenen Arten ...

Meldung vom 21.12.2018

Mit Quanten-Tricks die Rätsel topologischer Materialien lösen

„Topologische Materialen“ sind technisch hochinteressant, aber schwer zu messen. Mit einem Trick der TU Wi ...

Meldung vom 21.12.2018

Moleküle aus mehreren Blickwinkeln

Lasergetriebene Röntgen-Laborquellen liefern neue Einsichten - Forscher am MBI haben erfolgreich Absorptionss ...

Meldung vom 21.12.2018

Beschreibung rotierender Moleküle leicht gemacht

Interdisziplinäres Wissenschaftlerteam entwickelt neue numerische Technik zur Beschreibung von Molekülen in ...



19.12.2018:
Tanz mit dem Feind
11.12.2018:
Die Kraft des Vakuums
30.11.2018:
Von der Natur lernen
24.11.2018:
Kosmische Schlange


11.05.2018:
Vorsicht, Glatteis!

Newsletter

Neues aus der Forschung