Ein optisch angeregter Halbleiterlaser bildet einen „Frequenzkamm“. Dabei bleiben die Farben auf Abstand.
\nAuch f\u00fcr Farben gelten Abstandsregeln. Optisch angeregte Halbleiterlaser sind in der Lage, Licht auszusenden, dessen Frequenzen feste Distanzen zueinander einhalten – wie die Striche auf einem Lineal.
\nDas hat ein Marburger Forschungsteam aus der Physik herausgefunden, indem es bei einem speziellen Lasersystem erstmals exakt verma\u00df, wie die Wellen der Lichtschwingungen miteinander verkn\u00fcpft sind. Die Gruppe um den Marburger Physiker Prof. Dr. Martin Koch berichtet im Fachblatt „Optica“ \u00fcber ihre Ergebnisse.
\nNormalerweise umfasst Licht ein kontinuierliches Spektrum an Wellenl\u00e4ngen oder – anders betrachtet – Frequenzen – sofern es sich um sichtbares Licht handelt, entsprechen sie den wechselnden Farben des Regenbogens. Mit elektrisch angeregten Lasern ist es vor ein paar Jahren gelungen, Strahlen zu erzeugen, deren Frequenzen sich periodisch \u00e4ndern – so wie die Farben einer Ampel wechseln.
\nGleichzeitig sind die Laser-Frequenzen durch regelm\u00e4\u00dfige Abst\u00e4nde voneinander getrennt wie die Zinken eines Kamms: „Wenn die Abst\u00e4nde stabil sind, sprechen die Fachleute daher von einem Frequenzkamm“, erl\u00e4uterte Erstautor Christian Kriso, der seine Doktorarbeit in Kochs Arbeitsgruppe anfertigt.
\nDie Laser der VECSEL-Klasse, mit der in Kochs Labor gearbeitet wird, funktionieren ganz anders als herk\u00f6mmliche Halbleiterlaser: Erstens werden VECSEL-Systeme nicht elektrisch dazu angeregt, Licht auszusenden, sondern optisch; zweitens strahlt das Licht nicht parallel zur Oberfl\u00e4che \u00fcber die Kanten ab, sondern senkrecht zur Oberfl\u00e4che.
\nDas Kernst\u00fcck des Lasers hat die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Wolfgang Stolz im Struktur- und Technologieforschungslabor der Philipps-Universit\u00e4t aus hochreinen Halbleitermaterialien gefertigt. „Es ist umso erstaunlicher, dass wir mit einer neuen Messmethode, die an einem anderen Lasersystem erprobt wurde, bei uns ebenfalls einen Frequenzkamm nachweisen konnten, bei dem sich die ausgesandten Frequenzen zeitlich wiederholt \u00e4ndern“, saget Kochs Teamleiter Dr. Arash Rahimi-Iman. Er ist ein weiterer Leitautor.
\nDa ein Frequenzkamm wie ein Lineal funktioniert, eignet er sich f\u00fcr pr\u00e4zise Messungen, erl\u00e4utert Koch als Chef der Marburger Arbeitsgruppe: „Zum Beispiel kann man den Referenzlaser dazu verwenden, um genau zu bestimmen, welche Frequenzen eine unbekannte Lichtquelle hat.“
\nWenn man mehrere Frequenzk\u00e4mme kombiniere, sei es auch m\u00f6glich, die Absorptionsspektren von Molek\u00fclen zu messen – das sind die Frequenzen des Lichts, das durch die Molek\u00fcle absorbiert wird.
\nSolch ein Absorptionsspektrum leistet f\u00fcr die Charakterisierung von Molek\u00fclen dasselbe wie Fingerabdr\u00fccke bei Menschen. „Zum Beispiel l\u00e4sst sich mit Frequenzk\u00e4mmen auf einfache Weise feststellen, welche Molek\u00fcle zu welchem Anteil in einem Gemisch vorkommen“, f\u00fchrte Kriso aus.
\nKoch lehrt Physik an der Philipps-Universit\u00e4t und leitet die Arbeitsgruppe Halbleiterphotonik. Neben ihm und seinen Mitarbeitern beteiligte sich auch Prof. Dr. Wolfgang Stolz vom Struktur- und Technologieforschungslabor der Philipps-Universit\u00e4t mit seinem Team an der Fachver\u00f6ffentlichung. Die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) hat die wissenschaftliche Arbeit finanziell gef\u00f6rdert.<\/p>\n
* pm: Philipps-Universit\u00e4t Marburg<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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