Dr. Richard Taylor, CEO und Gründer von Vector Photonics, erklärte: „Dies ist ein bedeutender Durchbruch für Vector Photonics und beweist, dass unsere Technologie in realen Anwendungen kommerziell nutzbar ist. Wir sind überzeugt, dass diese Demonstration die bisher fortschrittlichste Anwendung eines PCSEL darstellt und den Technologiereifegrad (TRL) von 4/5 auf 6/7 anhebt.“ Der Einsatz dieser Technologie im Freien ermöglicht ihren erfolgreichen Betrieb unter verschiedenen Umgebungsbedingungen – Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Niederschlag und Windturbulenzen – und über beträchtliche Entfernungen. Bisher wurden lediglich Laborexperimente unter idealen Bedingungen und Simulationen durchgeführt.
PCSELs sind ein neuartiger Lasertyp, der die hohe Leistung von Seitenemitterlasern mit der Geschwindigkeit und Oberflächenemission von VCSEL-Lasern kombiniert. Sie eignen sich hervorragend für optische Freiraumkommunikationssysteme, da sie schmale, hochbrillante Strahlen mit exzellenter Qualität und geringer Divergenz emittieren können. Dies ist essenziell, um Signalverluste über große Entfernungen zu minimieren. Im Gegensatz zu herkömmlichen Laserquellen kombinieren PCSELs Oberflächenemission mit einem kohärenten Einmodenbetrieb und ermöglichen so eine effiziente Einkopplung in die Freiraumoptik ohne komplexe Strahlformungselemente.
Diese Eigenschaften positionieren PCSEL als Laserquelle der nächsten Generation für kompakte optische Freiraumkommunikationssysteme. Diese Weiterentwicklung von Vector Photonics ermöglicht schnellere und sicherere Internetverbindungen zwischen Gebäuden, Campusgeländen und sogar Satelliten – ganz ohne Kabel oder Funksignale. Dank seiner großen Wellenlängenflexibilität, die vom Ultraviolett- bis zum Ferninfrarotbereich reicht, lässt sich die PCSEL-Technologie auch in KI-Rechenzentren, LiDAR-Systemen und der additiven Fertigung (3D-Druck) einsetzen.
Das optische Freiraumkommunikationssystem wurde vom Fraunhofer-Zentrum für Angewandte Photonik (Teil von Fraunhofer UK) mit PCSEL von Vector Photonics entwickelt und gebaut. Über eine Distanz von 500 Metern wurde eine Datenübertragungsrate von 50 Mbit/s demonstriert, mit Fehlerraten unterhalb der üblichen Fehlerkorrekturschwellen. Dies übertrifft die für das Experiment geforderten Spezifikationen um das Doppelte, bleibt aber deutlich hinter der maximal möglichen Leistung von PCSEL zurück, das eine inhärent hohe Datenrate aufweist.
Dr. Gerald Bonner, Hauptforscher am Fraunhofer CAP, kommentierte: „Dieses Projekt war eine großartige Gelegenheit, die Fähigkeiten des Fraunhofer CAP bei der Entwicklung optischer Systeme anzuwenden und Vector Photonics dabei zu helfen, die zunehmende Reife von PCSELs und das Potenzial dieser wichtigen Diodenlasertechnologie in der optischen Kommunikation zu demonstrieren.“
