Open Access

Johannes Rebling

• As one of the key technologies involved in communication networks, all-optical switching has witnessed many research efforts during the last decade. This work presents a detailed investigation of the properties and attractive interaction of spatial solitons in nematic liquid crystals for all-optical switching devices. This includes a description of basic properties such as their multimode behavior, as well as their power dependent interactions and signal steering. Furthermore, the temporal performance of an all-optical switching setup is analyzed and discussed. Thanks to their long-range, phase and wavelength independent interactions at milliwatts powers, and despite their slow response time in switching applications, nematicons proved to be an extremely promising testbed for soliton-based devices, including signal waveguides and power-dependent spatial steering devices.
• optische Datenverarbeitung wurden im vergangenen Jahrzehnt intensiv erforscht. Diese Arbeit präsentiert eine detaillierte Analyse der Eigenschaften und Wechselwirkungen räumlicher Solitone in nematischen Flüssigkristallen welche in zukünftigen optische Netzen Verwendung finden könnten. Dabei wurde sowohl die Wellenleitercharakteristik dieser Solitone als auch ihre leistungsabhängige Wechselwirkung untersucht. Abschließend wurde ein rein optischer Schalter realisiert und dessen zeitliches Verhalten analysiert. Ihre nahezu einzigartige, phasen- und wellenlängenunabhängige Wechselwirkung über große Distanzen macht Solitone in nematischen Flüssigkristallen zu idealen Testkandidaten für soliton-basierte Bauelemente. Somit können optisch generierte Wellenleiter und optische Schalter entwickelt und untersucht werden ohne das Laserleistungen im Kilowattbereich benötigt werden, auch wenn langsame Schaltgeschwindigkeiten eine Anwendung in Hochgeschwindigkeits-Netzwerken unwahrscheinlich erscheinén lässt.