16.05.2011

Sichtbar verschwinden

Demonstration einer Tarnkappe für sichtbares, rotes Licht.

Demonstration einer Tarnkappe für sichtbares, rotes Licht.

Tarnkappen funktionieren, indem Lichtwellen in ihrem Material so gelenkt werden, dass sie die Tarnkappe wieder verlassen, als ob sie nie mit dem zu tarnenden Objekt in Berührung gekommen wären. Erreicht wird dieses Verhalten durch eine spezielle Strukturierung des Tarnmaterials. Sie muss kleiner als die Wellenlänge des Lichts sein, das abgelenkt werden soll. Bei Wellenlängen, die für das menschliche Auge sichtbar sind, müssen deshalb Materialien mit Strukturierung im Nanometerbereich hergestellt werden.

Bild: Tarnkappe und Vergleichsobjekt bei verschiedenen Wellenlängen im Roten und Infraroten Sprektralbereich. (Abb.: Fischer, Ergin, Wegener, Optics Letters)

Die winzige Tarnkappe, die Joachim Fischer und Tolga Ergin aus Martin Wegeners Gruppe am KIT nun erzeugt haben, ist kleiner als der Durchmesser eines menschlichen Haares, lässt sich aber durch das Mikroskop noch beobachten. Sie lässt eine Wölbung in einem Metallspiegel flach erscheinen und dadurch ein darunter verstecktes Objekt unsichtbar werden. „Mit den eigenen Augen etwas Unsichtbares zu sehen, ist eine spannende Erfahrung“, so Joachim Fischer und Tolga Ergin zu ihrer neuen Tarnkappe.

Im vergangenen Jahr präsentierte die Gruppe eine erste 3D Tarnkappe, allerdings noch in einem Wellenlängenbereich von 1.500 bis 2.600 Nanometern. Dieser Wellenlängenbereich ist für das menschliche Auge noch nicht wahrnehmbar, spielt jedoch in der Telekommunikation eine große Rolle. Durch Anwendung von Methoden aus der STED-Mikroskopie, welche dort zu fundamentalen Auflösungsverbesserungen führten, konnten mit dem Verfahren des Direkten Laser Schreibens noch feinere Strukturen für noch kürzere Wellenlängen erzeugt werden. Dabei werden 100 nm feine Strukturen in einen Fotolack geschrieben und die unbelichteten Regionen danach entfernt. Die somit realisierte 3D-Tarnkappe für unpolarisiertes sichtbares Licht funktioniert im Bereich von 700 Nanometern (rot). „Würden wir es noch mal schaffen, den Strukturierungsabstand des Tarnmantels zu halbieren, hätten wir eine Tarnkappe, die das ganze sichtbare Lichtspektrum abdeckt“, so Fischer.

KIT / KK

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