Strahlende Mikroresonatoren
Neue Lichtquelle mit breitem Frequenzbereich soll Sensoren empfindlicher machen.
Laserlicht mit genau einer Farbe erzeugt einen Regenbogen vieler verschiedener Farben. Forschende können diesen außergewöhnlichen Effekt in Mikroresonatoren erzeugen, kleinen Scheiben aus Glas. Schicken sie einen gepulsten Laserstrahl in diese Strukturen, beginnen Wellenpakete in ihrem Inneren zu kreisen und senden dabei Licht aus, das sich aus verschiedenen, exakt aufgereihten Frequenzen zusammensetzt, so wie die Zinken eines Kamms.
Jetzt haben Forschungsteams vom Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts in Erlangen und vom Imperial College in London einen noch ungewöhnlicheren Effekt erzielt: Indem sie zwei Laserstrahlen mit leicht versetzten infrarotem Licht auf die äußere Kante der Mikroresonatoren lenkten, erhielten sie zwei Wellenpakete. Je ein helles und ein dunkles dieser Solitonen bewegten sich kreisförmig. Bei einem dunklen Lichtpuls verringert sich schlagartig die Intensität des Lichts für einen sehr kurzen Moment. Beide koppeln sich aneinander und bleiben im Mikroresonator gefangen. Das Paar erzeugt einen breiten Lichtkamm aus hunderten präzisen definierten Frequenzen. „Damit verfügen wir über mehr Frequenzen, um etwa Informationen in einer Glasfaser zu übertragen“, beschreibt Pascal Del’Haye, Leiter der unabhängigen Forschungsgruppe Mikrophotonik, eine mögliche Anwendung in der Telekommunikation.
Die breiteren Frequenzkämme können etwa in der Spektroskopie genutzt werden, ein weiteres Einsatzgebiet für Mikroresonatoren, die sich in großen Stückzahlen mit ähnlichen Verfahren wie Computerchips herstellen lassen. Sie können beispielsweise in Sensoren Sprengstoffe an Flughäfen aufspüren oder die Luftqualität messen. Zurzeit arbeitet der Luft- und Raumfahrtkonzern Airbus gemeinsam mit dem Max-Planck-Institut daran, mit Mikroresonatoren erzeugte Frequenzkämme für Messungen von Satelliten aus zu verwenden. Eine weitere Anwendung sind Lidar-Systeme. Sie sind die Augen in autonomen Autos und ermöglichen ihnen Fußgänger auf der Straße zu erkennen.
MPL / JOL
