Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Das Licht um die Ecke bringen

15.07.2002


Photonische Kristalle: Ihre periodische Struktur in Glas mit Periodenlängen in der Grössenordnung der Lichtwellenlänge reflektiert an der Oberfläche in Abhängigkeit des Einfallswinkels sichtbares Licht; wie beim "Schillern" von Schmetterlingsflügeln


Photonik-Forschung an der Universität Jena erneut gefördert

... mehr zu:
»Informationstechnik »Kristall »PCOC

Licht ist das Informationsmedium der Zukunft. Es erlaubt weitaus höhere Übertragungsraten als die konventionelle Informationstechnik auf der Basis von Elektronen und wird damit neue Anwendungen ermöglichen. Während Informationen allerdings manchmal krumme Wege gehen, breitet sich Licht normalerweise nur geradlinig aus. Weltweit arbeiten daher Physiker an der Verbesserung künstlicher Leitmedien, so genannter photonischer Kristalle. Diese sollen Lichtwellen auf kleinstem Raum ans gewünschte Ziel bringen - und wenn nötig, auch um die Ecke. Wissenschaftler vom Institut für Angewandte Physik und dem Institut für Theoretische Optik der Friedrich-Schiller-Universität Jena wollen jetzt photonische Kristalle zur Kontrolle der Ausbreitung von Licht in Glas herstellen. Ihr jüngst gestartetes Projekt "Photonic Crystal Optical Circuits" (PCOC) wird vom Bundesforschungsministerium für zwei Jahre mit rund 650.000 Euro gefördert.

Bislang realisierte photonische Kristalle bestehen aus nichttransparenten Materialien wie Silizium oder Gallium-Arsenid. Ihre Verwendbarkeit ist dadurch auf den Wellenlängenbereich des infraroten Lichts beschränkt. Für zukünftige Anwendungen in der Informationstechnik ist jedoch auch die Übertragung von sichtbarem Licht wichtig. "Um auch sichtbares Licht mit einem photonischen Kristall steuern zu können, muss er aus einem transparenten Material bestehen", erklärt Prof. Dr. Andreas Tünnermann, der das vielköpfige Jenaer Forscherteam in Kooperation mit dem Theoretiker Prof. Dr. Falk Lederer leitet. "In Jena lag der Gedanke natürlich nahe, es einmal mit Glas zu versuchen", erzählt der Physiker über die Grundidee des Forschungsprojekts.


Das Prinzip der photonischen Kristalle ist der Natur abgeschaut. Photonische Kristalle haben eine Gitterstruktur, die Licht je nach Einfallswinkel und Periode unterschiedlich reflektiert. So kommt zum Beispiel das "Schillern" von Opalen und Schmetterlingsflügeln zustande. Das Faszinierende an künstlichen photonischen Kristallen: Durch Veränderungen an der Gitterstruktur können ihre optischen Eigenschaften je nach gewünschtem Verwendungszweck maßgeschneidert werden. So können sie Licht reflektieren, einfangen, speichern und auf geknickten Linien leiten. All das spielt sich in winzigen Dimensionen ab: Die Gitterlöcher dürfen nicht größer sein als die Lichtwellen - ein menschliches Haar ist tausendmal dicker.

Bei die Entwicklung der photonischen Kristalle hat sich die Natur viele Millionen Jahre Zeit gelassen. In Jena muss es jetzt schneller gehen: Die Fördermittel aus dem Forschungsministerium werden bis 2004 überwiesen. "Bis dahin werden wir die ersten Bauelemente in Glas hergestellt haben", ist sich Prof. Tünnermann sicher. Grund für diesen Optimismus besteht durchaus: Ein anderes, von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördertes Projekt am Institut für Angewandte Physik hat bereits gezeigt, dass sich photonische Kristalle sehr gut aus Glas herstellen lassen. Nun folgt der Forschungsabschnitt, der ihre industrielle Fertigung vorbereiten soll. Wichtigstes Anwendungsfeld für den neuen, durchsichtigen Werkstoff wird die optische Kommunikationstechnologie sein: "Mit rechtwinkliger Lichtführung in photonischen Kristallen werden Bauelemente in der Telekommunikation möglich, die gegenüber den herkömmlichen nur noch ein Tausendstel des Platzes beanspruchen. Damit werden sie leistungsfähiger, aber auch viel weniger störungsanfällig sein", stellt Prof. Tünnermann in Aussicht.

Das Projekt PCOC ist ein Verbundprojekt, an dem mehrere Universitäten und Unternehmen beteiligt sind. In Jena ist neben Instituten der Universität das außeruniversitäre Institut für Physikalische Hochtechnologie (IPHT) eingebunden. "Damit ist genau die richtige kritische Masse an Know-how versammelt, um ein Vorhaben wie PCOC effizient und mit hervorragenden Ergebnissen zu realisieren", unterstreicht Prof. Tünnermann Jenas Standortvorteil in der Optik-Technologie.

Kontakt:
Prof. Dr. Andreas Tünnermann
Institut für Angewandte Physik der Universität Jena
Max-Wien-Platz 1, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 657646
Fax: 03641 / 657680
E-Mail: tuennermann@iap.uni-jena.de

Axel Burchardt | idw

Weitere Berichte zu: Informationstechnik Kristall PCOC

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Highlight der Halbleiter-Forschung
20.02.2018 | Technische Universität Chemnitz

nachricht Beobachtung und Kontrolle ultraschneller Prozesse mit Attosekunden-Auflösung
20.02.2018 | Technische Universität München

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Innovation im Leichtbaubereich: Belastbares Sandwich aus Aramid und Carbon

Die Entwicklung von Leichtbaustrukturen ist eines der zentralen Zukunftsthemen unserer Gesellschaft. Besonders in der Luftfahrtindustrie und in anderen Transportbereichen sind Leichtbaustrukturen gefragt. Sie ermöglichen Energieeinsparungen und reduzieren den Ressourcenverbrauch bei Treibstoffen und Material. Zum Einsatz kommen dabei Verbundmaterialien in der so genannten Sandwich-Bauweise. Diese bestehen aus zwei dünnen, steifen und hochfesten Deckschichten mit einer dazwischen liegenden dicken, vergleichsweise leichten und weichen Mittelschicht, dem Sandwich-Kern.

Aramidpapier ist ein etabliertes Material für solche Sandwichkerne. Sein mechanisches Strukturversagen ist jedoch noch unzureichend erforscht: Bislang fehlten...

Im Focus: Die Brücke, die sich dehnen kann

Brücken verformen sich, daher baut man normalerweise Dehnfugen ein. An der TU Wien wurde eine Technik entwickelt, die ohne Fugen auskommt und dadurch viel Geld und Aufwand spart.

Wer im Auto mit flottem Tempo über eine Brücke fährt, spürt es sofort: Meist rumpelt man am Anfang und am Ende der Brücke über eine Dehnfuge, die dort...

Im Focus: Eine Frage der Dynamik

Die meisten Ionenkanäle lassen nur eine ganz bestimmte Sorte von Ionen passieren, zum Beispiel Natrium- oder Kaliumionen. Daneben gibt es jedoch eine Reihe von Kanälen, die für beide Ionensorten durchlässig sind. Wie den Eiweißmolekülen das gelingt, hat jetzt ein Team um die Wissenschaftlerin Han Sun (FMP) und die Arbeitsgruppe von Adam Lange (FMP) herausgefunden. Solche nicht-selektiven Kanäle besäßen anders als die selektiven eine dynamische Struktur ihres Selektivitätsfilters, berichten die FMP-Forscher im Fachblatt Nature Communications. Dieser Filter könne zwei unterschiedliche Formen ausbilden, die jeweils nur eine der beiden Ionensorten passieren lassen.

Ionenkanäle sind für den Organismus von herausragender Bedeutung. Wenn zum Beispiel Sinnesreize wahrgenommen, ans Gehirn weitergeleitet und dort verarbeitet...

Im Focus: In best circles: First integrated circuit from self-assembled polymer

For the first time, a team of researchers at the Max-Planck Institute (MPI) for Polymer Research in Mainz, Germany, has succeeded in making an integrated circuit (IC) from just a monolayer of a semiconducting polymer via a bottom-up, self-assembly approach.

In the self-assembly process, the semiconducting polymer arranges itself into an ordered monolayer in a transistor. The transistors are binary switches used...

Im Focus: Erste integrierte Schaltkreise (IC) aus Plastik

Erstmals ist es einem Forscherteam am Max-Planck-Institut (MPI) für Polymerforschung in Mainz gelungen, einen integrierten Schaltkreis (IC) aus einer monomolekularen Schicht eines Halbleiterpolymers herzustellen. Dies erfolgte in einem sogenannten Bottom-Up-Ansatz durch einen selbstanordnenden Aufbau.

In diesem selbstanordnenden Aufbauprozess ordnen sich die Halbleiterpolymere als geordnete monomolekulare Schicht in einem Transistor an. Transistoren sind...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

DFG unterstützt Kongresse und Tagungen - April 2018

21.02.2018 | Veranstaltungen

Tag der Seltenen Erkrankungen – Deutsche Leberstiftung informiert über seltene Lebererkrankungen

21.02.2018 | Veranstaltungen

Digitalisierung auf dem Prüfstand: Hochkarätige Konferenz zu Empowerment in der agilen Arbeitswelt

20.02.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Kameratechnologie in Fahrzeugen: Bilddaten latenzarm komprimiert

21.02.2018 | Messenachrichten

Mit grüner Chemie gegen Malaria

21.02.2018 | Biowissenschaften Chemie

Periimplantitis: BMBF fördert zahnärztliches Verbund-Projekt mit 1,1 Millionen Euro

21.02.2018 | Förderungen Preise

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics