Von Kontinent zu Kontinent funktioniert diese Art der Datenautobahn ausgezeichnet. Damit das Kabel selbst, das aus reinstem Siliciumdioxid besteht, möglichst wenig Licht verschluckt, schicken die Laser Pulse einer Wellenlänge von 1300 oder 1550 Nanometer (1 Nanometer = 1 Millionstel mm) – das heißt im Infrarot-Bereich – durch das transparente Kabel. Für den Datentransfer in sogenannten Local-area-Netzen, zum Beispiel innerhalb eines Gebäudes, ist der Einsatz dieser Wellenlänge jedoch zu kostenintensiv. Für Wellenlängen von 850 Nanometer gibt es hingegen besonders preiswerte Laser. "Sichtbares Licht – bei Wellenlängen unter circa 760 Nanometer – hat den zusätzlichen Vorteil, daß es sicherer für die Augen ist, weil es direkt, also ohne Instrumente, wahrgenommen werden kann.

Auch die optische Polymerfasertechnik funktioniert besonders gut im roten sichtbaren oder nah-infraroten Bereich", sagt Professor Christoph Buchal vom Institut für Schicht- und Ionentechnik des Forschungszentrums Jülich. Die Laser der CD-Player arbeiten ebenfalls in diesem Wellenlängenbereich.

Die Besonderheit des Jülicher Lichtwandlers besteht vor allem darin, daß er auf dem Halbleitermaterial Silicium (Si) basiert und schneller ist als alle bisherigen Silicium-Detektoren. "Derartige Lichtsensoren helfen die Technologielücke zwischen der Silicium-dominierten Mikroelektronik und der Optoelektronik zu schließen", erläutert Professor Buchal. Optoelektroniker bevorzugen normalerweise Halbleiter, die aus Atomen der dritten und fünften Gruppe des Periodensystems der Elemente aufgebaut sind, zum Beispiel aus Gallium und Arsen. Die sogenannten III/V-Halbleiter reagieren empfindlicher auf Licht als Silicium (Si). Zwar gibt es auch elektronische Komponenten aus III/V-Halbleitern. In Radaranlagen zum Beispiel werden sie eingebaut. Sie sind aber sehr viel teuerer als Siliciumchips. Die Bestrebungen gehen also dahin, optoelektronische Bauteile, wie zum Beispiel Mini-Laser und Photodetektoren, trotz der weniger guten optischen Kenngrößen aus Silicium zu bauen und ihre "Lesegeschwindigkeit" zu erhöhen. Hierzu entwickelten die Jülicher Physiker ein neues Detektor-Design mit einer neuen Anordnung der Elektroden.

Bei den herkömmlichen Si-Detektoren greifen die beiden Elektroden, zwischen denen bei Auftreffen eines Lichtblitzes Strom fließt, wie die Finger zweier Hände ineinander. Es ist jedoch teuer und technisch schwierig, den Abstand der beiden Elektroden auf etwa 100 Nanometer (0,000 1 mm) zu drücken, damit die Ladungsträger schneller fließen können. Deshalb entwickelte das Team um Professor Buchal eine Art "Sandwich"-Struktur, bei der eine der beiden Metall-Elektroden "unten" liegt. Auf diese wird eine dünne Silicium-Schicht gedampft, und als dritte Schicht wird obenauf die zweite Elektrode plaziert. Letztere ist lichtdurchlässig. So kann der Lichtblitz durch die erste Elektrode "hindurchgehen" und in der Siliciumschicht die gewünschte Anregung der Elektronen bewirken, die zum Stromfluß zwischen den beiden Elektroden führt.

Die ultraschnellen Detektoren, die so klein sind, daß man sie mit dem bloßen Auge nicht zu erkennen vermag, können noch Lichtblitze mit Pulsraten von über 100 Gigahertz in elektrische Signale umwandeln. "Das ist für Silicium-Detektoren ein Rekord-ergebnis", betont Professor Buchal. Übrigens gelang auch die knifflige Ankopplung des neuen Blitz-Detektors ans Glasfaserkabel. Und: Der Lichtwandler auf Siliciumbasis läßt sich aufgrund seines Materials problemlos auf einem Silicium-Wafer plazieren – ein wichtiger Vorteil, für den die Entwicklungsingenieure der Mikroelektronik äußerst dankbar sind.