Nanotürmchen sorgen für scharfe Laserblitze
Altes optisches Problem gelöst - Zusätzliche Komponenten bei künftigen Messungen unnötig
 |
In Reih und Glied: Siliziumtürmchen auf einer Linse (Foto: seas.harvard.edu) |
Cambridge/Graz (pte021/12.11.2021/12:00)
Laserblitze, die nur Billionstel oder gar Billiardstel Sekunden dauern, werden zu einem noch wertvolleren Instrument für die Beobachtung von chemischen Reaktionen in Echtzeit, die Sichtbarmachung von feinsten Strukturen in lebenden Zellen, die Übertragung von Daten über weite Strecken mit hoher Leistung und zahlreicher weiterer Anwendungen. Forschern an der Ingenieursschule der Harvard University https://www.seas.harvard.edu/about-us (SEAS) in Cambridge und Allston im US-Bundesstaat Massachusetts und der Technischen Universität Graz https://www.tugraz.at in Österreich ist es gelungen, ein seit Jahren drängendes optisches Problem zu lösen, die so genannte chromatische Dispersionsproblem. Dieses Phänomen tritt auf, wenn ein extrem kurzer Laserpuls eine Linse passiert. Rotes Licht bewegt sich schneller als blaues Licht hindurch, sodass der Strahl an Schärfe verliert.
[b]Säulen müssen einen genau definierten Abstand haben[/b]
Heutzutage wird dieses Laufzeitproblem durch zusätzliche Komponenten behoben, die die Größe der optischen Geräte erhöhen. Das US-österreichische Forscherteam fand eine weit elegantere Lösung. Sie scheiden auf den Linsen winzige runde Siliziumtürmchen ab. Sie haben einen Durchmesser von gerade mal 158 Nanometern – ein Nanometer ist ein Millionstel Millimeter.
Die Säulen, die in einem genau festgelegten Abstand platziert sind, wirken als Bremse für das rote Licht. Sie fangen es ein und geben es mit einer winzigen Verzögerung ab, sodass das blaue Licht aufholen kann. Der Strahl behält seine Schärfe und sorgt für eine Makellose Abbildung.
[b]Nachrüstung vorhandener Optiken ist möglich[/b]
„Unser flexibler Ansatz kann schnell in konventionelle Optiken implementiert und an verschiedene Spektralbereiche und Anwendungen angepasst werden", sagt Federico Capasso, Professor für Angewandte Physik an der SEAS. „Künftig muss sich niemand mehr Gedanken über die Dispersion machen", sagt Marcus Ossiander, Postdoc und führendes Mitglied im Entwicklerteam.
[b]Gleiche Technik wie bei der Halbleiterherstellung[/b]
Die Nanosäulen aus Silizium werden mit den gleichen kommerziellen Lithographiewerkzeugen wie industrielle Halbleiter hergestellt, was es einfach macht, diese Beschichtungen schnell auf bestehende optische Komponenten aufzutragen. Das erweitere die Anwendbarkeit von Femtosekunden-Laserpulsen, sagen die Forscher – Femto bedeutet „Billiardstel".
(Ende)| Aussender: | pressetext.redaktion |
| Ansprechpartner: | Wolfgang Kempkens |
| Tel.: | +43-1-81140-300 |
| E-Mail: | kempkens@pressetext.com |
| Website: | www.pressetext.com |
