Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Stuttgarter Physiker entwickeln neues hochpräzises Interferometer:500fache Genauigkeit möglich

25.09.2001



Prof. Tilman Pfau und Dr. Yuri Ovchinnikov vom 5. Physikalischen Institut der Universität Stuttgart haben die Fachwelt mit einer Arbeit in der renommierten Fachzeitschrift Physical Review Letters überrascht. Die in ihrem Beitrag beschriebene Technologie eines Multimoden Wellenleiter-Interferometers (multimode waveguide interferometer, MWI) wird die Messung kleinster Größen um den Faktor 500 verbessern. Mit der nun erreichten Messgenauigkeit können kleinste Entfernungsunterschiede aufgespürt werden, die um ein Vielfaches geringer sind als die zur Messung eingesetzte Wellenlänge des Lichtes. Darüber hinaus ist das neuartige Interferometer auch als optischer Schalter für moderne Kommunikationseinrichtungen einsetzbar.

Interferometer nutzen die Welleneigenschaften des Lichtes, um auch äußerst geringfügige Längenunterschiede messbar zu machen. Mit einem Interferometer wurden in den Anfängen der Physik die genaue Länge des Normalmeters und die Lichtgeschwindigkeit gemessen. Überall dort, wo es um die genaue Messung auch der kleinsten Unterschiede, etwa im Nano- und Halbleiterbereich, aber auch bei den Entfernungs- und Größenmessungen im astronomischen Bereich geht, sind Interferometer bis auf den heutigen Tag die unverzichtbaren Instrumente der modernen Physik.
Die bisherigen Interferometer arbeiten alle nach einem Grundprinzip: ein Lichtstrahl wird aufgespalten und die beiden Strahlen verfolgen unterschiedliche Bahnen, bevor sie auf einem Schirm wieder zusammenkommen. Ist der zurückgelegte Weg gleich, fügen sie sich wieder zu einem kohärenten Lichtstrahl zusammen. Gibt es aber unterschiedlich lange Wege, so zeigen sich diese in den Interferenzen im Spektrum des zusammengeführten Lichtes, also in einer Reihe von dunklen Strichen mit signifikanten Abständen, aus denen die Entfernungen oder Dicken des gemessenen Objektes abgelesen werden können. Der maximale Abstand zwischen den Strichen kann dabei nicht kleiner sein als eine halbe Wellenlänge des eingesetzten Lichtes.

... mehr zu:
»Interferometer »MWI

Das Stuttgarter Interferometer MWI funktioniert anders. Pfau und Ovchinnikov benutzen den Strahl eines Helium-Neon Lasers, der zwischen zwei parallele Spiegel eingespeist wird. Das Licht kann nun je nach dem Winkel, mit dem es eingespeist wird, mehrere Wege gehen, die sich überlappen und komplexe Interferenzmuster bilden. Dabei konnten bereits Muster von einem Neuntel der eingesetzten Wellenlänge ermittelt werden. Jetzt, da die prinzipielle Grenze bisheriger Interferometer unterschritten ist, arbeiten die Stuttgarter Physiker daran, den Aufbau zu modifizieren, um die Messgenauigkeit noch weiter zu steigern.
Prof. Pfau und sein Kollege Dr. Ovchinnikov arbeiten bereits seit Anfang des vergangenen Jahres an dem Experiment, das zum Gebiet der klassischen Optik zählt. "Erst allmählich ist uns klar geworden", sagt Prof. Pfau, "dass wir ein neues Interferometer entwickelt haben." "Aber das MWI ist nicht nur als Messinstrument einsetzbar," ergänzt der Stuttgarter Photonik-Experte, der das MWI bereits patentieren ließ. "Auch als optischer Schalter in modernen Kommunikationstechnologien könnte unsere Entwicklung in Zukunft Verwendung finden."

Kontakt:
Prof. Dr. Tilman Pfau, Pfaffenwaldring 57, 70569 Stuttgart,


Tel./Fax: 0711/685-8025
E-Mail: t.pfau@physik.uni-stuttgart.de

Dr. Ulrich Engler | idw
Weitere Informationen:
http://www.physik.uni-stuttgart.de/institute/pi/5/news/010801/mwi-abstract.html

Weitere Berichte zu: Interferometer MWI

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Matrix-Theorie als Ursprung von Raumzeit und Kosmologie
23.05.2018 | Universität Wien

nachricht Rotierende Rugbybälle unter den massereichsten Galaxien
23.05.2018 | Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam

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: GRACE Follow-On erfolgreich gestartet: Das Satelliten-Tandem dokumentiert den globalen Wandel

Die Satellitenmission GRACE-FO ist gestartet. Am 22. Mai um 21.47 Uhr (MESZ) hoben die beiden Satelliten des GFZ und der NASA an Bord einer Falcon-9-Rakete von der Vandenberg Air Force Base (Kalifornien) ab und wurden in eine polare Umlaufbahn gebracht. Dort nehmen sie in den kommenden Monaten ihre endgültige Position ein. Die NASA meldete 30 Minuten später, dass der Kontakt zu den Satelliten in ihrem Zielorbit erfolgreich hergestellt wurde. GRACE Follow-On wird das Erdschwerefeld und dessen räumliche und zeitliche Variationen sehr genau vermessen. Sie ermöglicht damit präzise Aussagen zum globalen Wandel, insbesondere zu Änderungen im Wasserhaushalt, etwa dem Verlust von Eismassen.

Potsdam, 22. Mai 2018: Die deutsch-amerikanische Satellitenmission GRACE-FO (Gravity Recovery And Climate Experiment Follow On) ist erfolgreich gestartet. Am...

Im Focus: Faserlaser mit einstellbarer Wellenlänge

Faserlaser sind ein effizientes und robustes Werkzeug zum Schweißen und Schneiden von Metallen beispielsweise in der Automobilindustrie. Systeme bei denen die Wellenlänge des Laserlichts flexibel einstellbar ist, sind für spektroskopische Anwendungen und die Medizintechnik interessant. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT) haben, im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekts „FlexTune“, ein neues Abstimmkonzept realisiert, das erstmals verschiedene Emissionswellenlängen voneinander unabhängig und zeitlich synchron erzeugt.

Faserlaser bieten im Vergleich zu herkömmlichen Lasern eine höhere Strahlqualität und Energieeffizienz. Integriert in einen vollständig faserbasierten...

Im Focus: LZH zeigt Lasermaterialbearbeitung von morgen auf der LASYS 2018

Auf der LASYS 2018 zeigt das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) vom 5. bis zum 7. Juni Prozesse für die Lasermaterialbearbeitung von morgen in Halle 4 an Stand 4E75. Mit gesprengten Bombenhüllen präsentiert das LZH in Stuttgart zudem erste Ergebnisse aus einem Forschungsprojekt zur zivilen Sicherheit.

Auf der diesjährigen LASYS stellt das LZH lichtbasierte Prozesse wie Schneiden, Schweißen, Abtragen und Strukturieren sowie die additive Fertigung für Metalle,...

Im Focus: Achema 2018: Neues Kamerasystem überwacht Destillation und hilft beim Energiesparen

Um chemische Gemische in ihre Einzelbestandteile aufzutrennen, ist in der Industrie die energieaufwendige Destillation gängig, etwa bei der Raffinerie von Rohöl. Forscher der Technischen Universität Kaiserslautern (TUK) entwickeln ein Kamerasystem, das diesen Prozess überwacht. Dabei misst es, ob es zu einer starken Tropfenbildung kommt, was sich negativ auf die Trennung der Komponenten auswirken kann. Die Technik könnte hier künftig automatisch gegensteuern, wenn sich Messwerte ändern. So ließe sich auch Energie einsparen. Auf der Prozesstechnik-Messe Achema in Frankfurt stellen sie die Technik vom 11. bis 15. Juni am Forschungsstand des Landes Rheinland-Pfalz (Halle 9.2, Stand A86a) vor.

Bei der Destillation werden Flüssigkeiten durch Verdampfen und darauffolgende Kondensation des Dampfes in ihre Bestandteile getrennt. Ein bekanntes Beispiel...

Im Focus: Vielseitige Nanokugeln: Forscher bauen künstliche Zellkompartimente als molekulare Werkstatt

Wie verleiht man Zellen neue Eigenschaften ohne ihren Stoffwechsel zu behindern? Ein Team der Technischen Universität München (TUM) und des Helmholtz Zentrums München veränderte Säugetierzellen so, dass sie künstliche Kompartimente bildeten, in denen räumlich abgesondert Reaktionen ablaufen konnten. Diese machten die Zellen tief im Gewebe sichtbar und mittels magnetischer Felder manipulierbar.

Prof. Gil Westmeyer, Professor für Molekulare Bildgebung an der TUM und Leiter einer Forschungsgruppe am Helmholtz Zentrum München, und sein Team haben dies...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

22. Business Forum Qualität: Vom Smart Device bis zum Digital Twin

22.05.2018 | Veranstaltungen

48V im Fokus!

21.05.2018 | Veranstaltungen

„Data Science“ – Theorie und Anwendung: Internationale Tagung unter Leitung der Uni Paderborn

18.05.2018 | Veranstaltungen

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

Rotierende Rugbybälle unter den massereichsten Galaxien

23.05.2018 | Physik Astronomie

Invasive Quallen: Strömungen als Ausbreitungsmotor

23.05.2018 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Matrix-Theorie als Ursprung von Raumzeit und Kosmologie

23.05.2018 | Physik Astronomie

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