Von ultrakurzen Laserpulsen und Modellaugen
„Phasenmeter“ kann Lichtblitze genau vermessen, medizinisches Modell Laserbehandlungen simulieren.
Extrem kurze Laserpulse zwingen das menschliche Auge zur Kapitulation. Die kürzesten bestehen nur aus ein bis zwei Schwingungen des Lichts und ihr Feld ist von Natur aus asymmetrisch. „Solche Extreme vermag selbst die Elektronik nicht mehr zu messen“, sagt Gerhard Paulus von der Universität Jena. Sein Team vom Lehrstuhl für Nichtlineare Optik setzt deshalb auf ein quantenoptisches System, um diese ultrakurzen Laserpulse exakt vermessen zu können. Dabei machen sich die Physiker die Eigenschaft von Gasen zunutze, beim Beschuss mit Lasern Elektronen zu emittieren. Die Arbeitsgruppe entwickelte ein in dem ultrakurze Laserpulse durch das Edelgas Xenon geleitet werden. „Wir nutzen die asymmetrische Emission von Photoelektronen, um die Phase, die Pulsdauer und -intensität zu messen“, erläutert Paulus. Diesen Effekt erfasst das Messgerät und wertet ihn aus. Das „Phasenmeter“ sowie weitere Forschungsergebnisse präsentierten die Physiker vom 13. bis 16. Mai 2013 auf der „Laser World of Photonics“ in München.
Abb.: Gerhard Paulus zeigt das „Phasenmeter“, in dem ultrakurze Laserpulse durch das Edelgas Xenon geleitet werden. (Bild: J.-P. Kasper, FSU)
Während die Arbeitsgruppe von Gerhard Paulus in der Grundlagenforschung tätig ist, stellten das „Abbe Center of Photonics“ (ACP) und das Institut für Angewandte Physik (IAP) der Universität Jena Laseranwendungen vor. Die Arbeitsgruppe von Stefan Nolte präsentierte ein Modellauge, das der Untersuchung optischer Nebeneffekte nach Behandlung mit ultrakurzen Laserpulsen dient. Das Modell besteht – analog zum menschlichen Auge – aus einer transparenten künstlichen Hornhaut, einer Linse sowie einer Iris, während die hintere Augenkammer mit Wasser gefüllt ist. Als Ersatz für die Netzhaut verwenden die Forscher einen Kamera-Sensor. Mithilfe des Sensors lässt sich die Umgebung abbilden und spezielle Testtafeln analysieren.
Tests haben gezeigt, dass durch die Lichtbeugung nach Laserbehandlungen an der Linse des Auges beispielsweise Regenbogeneffekte auftreten können. „Diese unerwünschten Nebeneffekte simulieren wir mit dem Modellauge“, sagt Roland Ackermann vom Institut für Angewandte Physik der Uni Jena. Ziel sei es, laserchirurgische Eingriffe zu optimieren, mit denen sich die Alterssichtigkeit korrigieren lässt. Im Gegensatz zu Laserbehandlungen der Hornhaut werden derartige Laser-Eingriffe an der Augenlinse noch nicht klinisch durchgeführt.
U. Jena / AH
