Licht kontrolliert leiten
Neues Verfahren ermöglicht Steuerung hocheffizienter Laser.
Forscher der Uni Magdeburg haben gemeinsam mit Kollegen aus Österreich und den USA eine neue Art von Lichtspeichern entwickelt. Diese Mikroresonatoren können erstmals Lichtwellen nicht nur einschließen, sondern auch gezielt und kontrolliert leiten. Die Forschungsergebnisse könnten künftig die bisher auf der Mobilität von Elektronen basierende Weiterleitung digitaler Informationen durch kontrolliert gelenkte Lichtwellen ersetzen. Im Gegensatz zu den sich relativ langsam und mit großem Reibungsverlust bewegenden Elektronen wäre Licht wesentlich schneller unterwegs. Zudem würden sich Prozessoren aufgrund der fehlenden Reibungswärme nicht aufheizen.
Abb.: Mikroresonator mit Nanonadeln und Wellenleitern. Bild: (S. K. Özdemir, Washington U.)
„Licht ist nicht greifbar und bewegt sich zudem mit großer Geschwindigkeit“, sagt Teamleiter Jan Wiersig. „Es lässt sich jedoch auf kleinstem Raum einfangen, indem man es an den Wänden eines mikroskopischen Containers totalreflektieren lässt. Durch die ständige Spiegelung wird das Licht gewissermaßen eingesperrt und kann nicht entweichen.“ Ähnlich einem Karussell laufe das Licht dabei im Kreis, allerdings ohne wohldefinierten Umlaufsinn. Die Wissenschaftler haben nun nachgewiesen, wie dieser Lichtfluss dynamisch kontrolliert werden kann. „Dadurch erhalten diese Strukturen neue Funktionalitäten und potentielle Anwendungen, wie etwa die Informationsübertragung oder das Steuern der Lichtausstrahlungsrichtung von winzigen hocheffizienten Lasern“, so Wiersig.
Bereits vor einigen Jahren hatte seine Arbeitsgruppe die Vermutung aufgestellt, dass Licht in asymmetrisch geformten Mikroresonatoren eine gewisse Vorzugsrichtung habe und so zielgerichtet gesteuert und gelenkt werden könne. Nun wurde diese Vorhersage in einer Kooperation mit den Teams von Stefan Rotter von der TU Wien und Lan Yang von der Washington University experimentell bestätigt.
OvGU / RK
