Dem optischen Computer ein Stückchen näher
Neue nanostrukturierte metallische Lichtschalter sind wichtiger Schritt hin zur Entwicklung optischer Schaltelemente.
Beim Einfangen von Licht in winzigen Dimensionen konnten Forscher in den letzten Jahren mit der Entwicklung von nanostrukturierten metallischen Lichtleitern – zum Beispiel mikroskopisch kleinen Silber- oder Golddrähte – erhebliche Fortschritte erzielen. Allerdings gelang es mit diesen metallischen Lichtleitern alleine bisher nicht, Licht auch hinreichend schnell durch Licht zu schalten.
Abb.: Blick ins Oldenburger Labor für ultraschnelle Nano-Optik (Bild: CvOU)
Ein deutsch-italienisches Forscherteam konstruierte jetzt einen neuen Lichtschalter, aufgebaut aus einem Gitter aus nanostrukturierten Golddrähten, die mit einer dünnen Schicht eines organischen Halbleiters überzogen sind. „Wenn wir solche Hybrid-Strukturen mit kurzen Lichtblitzen bestrahlen“, erklärt Parinda Vasa, ehemals Physikerin in Oldenburg, nun Hochschullehrerin am Indian Institute of Technology in Mumbai, „dann oszilliert die Lichtenergie enorm schnell zwischen Golddraht und Halbleiter. Diese Rabi-Oszillationen führen dazu, das wir das Licht, immer wenn es im Halbleiter angekommen ist, mit einem zweiten Lichtimpuls ausschalten können.“ Die Dauer eines Schaltprozesses beträgt dabei nur wenige zehn Femtosekunden, ist also mehr als 10.000 Mal schneller als in einem elektronischen Computer.
„Wir lernen zunehmend, wie wir die Bewegung von Lichtstrahlen in kleinsten räumlichen Strukturen und auf enorm kurzen Zeitskalen effizient kontrollieren und steuern können“, sagt Christoph Lienau, Leiter der Arbeitsgruppe Ultraschnelle Nano-Optik an der Carl-von-Ossietzky-Universität Oldenburg. Auch wenn sie die Effizienz und Lebensdauer des optischen Schalters noch erheblich verbessern müssten, würden die sich daraus ergebenden Anwendungsperspektiven immer faszinierender und „rücken zunehmend in greifbare Nähe“, so der Physiker.
CvOU / OD
