Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Internationales Patent auf Terahertz-Laser und Verstärker angemeldet

27.03.2006


Neues Verfahren für Entwicklung kommerziell einsetzbarer Geräte - Anwendungsgebiete reichen von DNA-Analyse und Medizin über Umweltanalytik, Spektroskopie in Physik und Chemie bis hin zur drahtlosen Kommunikation und Astronomie


Längst sind Laser allgegegenwärtig: In Mess- und Fertigungstechnik werden sie ebenso angewandt wie in Informationstechnologie und Medizin und in praktisch allen Naturwissenschaften. Laser aber, die im Terahertz-Bereich strahlen - Licht also mit einer Frequenz von Billionen Hertz aussenden -, sind bislang nur als Prototypen verfügbar, die trotz weltweiter intensiver Forschung unter anderem darunter leiden, dass sie apparativ sehr aufwändig sind, viel Energie verbrauchen oder sich nur unzureichend steuern lassen.

Gleichzeitig aber werden viele Hoffnungen mit ihnen verknüpft: Terahertz-Laser könnten sich zum Beispiel für bildgebende Verfahren in der Medizin, die den Körper nicht durch Strahlen belasten, und für die schnelle Datenübertragung eignen, aber auch für die Untersuchung der Erdatmosphäre und die Astronomie. Sicherheitssysteme an Flughäfen dürften davon ebenso profitieren wie die physikalische Grundlagenforschung, wenn es beispielsweise darum geht, Quantenzustände in Halbleitern zu manipulieren.


Nun hat die Philipps-Universität Marburg ein Verfahren für die Entwicklung von Terahertz-Lasern und optischen Verstärkersystemen zum internationalen Patent angemeldet, das es erlaubt, solche Laser für kommerzielle Zwecke zu bauen. Es zeichnet sich unter anderem dadurch aus, dass die entstehenden Geräte nur wenig Energie benötigen und sich auf einfache Weise steuern lassen. "Es sollte nun möglich sein", so der Marburger Physiker Professor Dr. Stephan W. Koch, der das Verfahren gemeinsam mit seinem Kollegen Professor Dr. Mackillo Kira erarbeitete, "durch die Wahl geeigneter Halbleitersysteme Verstärker beziehungsweise Laser für einen beträchtlichen Teil des Terahertz-Spektralbereichs zu entwickeln."

Das Prinzip des Verfahrens basiert auf der Erkenntnis, dass sich Halbleiter optisch so anregen lassen, dass es zu einer Besetzungsinversion zwischen exzitonischen Zuständen kommt. Als exzitonische Zustände werden dabei (negativ geladene) Elektronen in Halbleitern bezeichnet, die eine Bindung mit positiv geladenen "Löchern" eingegangen sind. Diese Exzitonen wiederum können verschiedene energetische Zustände einnehmen. Während sich normalerweise mehr Exzitonen auf niedrigen Energienieveaus als auf hohen Energieniveaus befinden, ist dies im Fall der "Besetzungsinversion" genau umgekehrt. In dem Moment nun, in dem die optische Anregung endet, fallen viele Exzitonen von hohen Energieniveaus auf niedrigere Niveaus herunter, nehmen also wieder ihren "Normalzustand" ein. Dabei senden sie Strahlung aus - in diesem Fall Terahertz-Strahlung.

Die theoretischen Grundlagen für ihre Arbeit haben die Physiker unter anderem in einer Arbeit gelegt, die bereits im vergangenen Jahr unter dem Titel "Photoluminescence and Terahertz Emission from Femtosecond Laser-Induced Plasma Channels" im Wissenschaftsjournal Physical Review Letters erschien (PRL 94, 115004 (2005)). Hierzu hatte die Philipps-Universität am 4. Juni 2005 eine Pressemitteilung veröffentlicht, die unter http://web.uni-marburg.de/zv/news/presse/2005_04_06_KochStrings.html nachzulesen ist.

Die Vermarktung des neuen Patents hat nun die TransMIT GmbH übernommen, die bereits bei der Patentierung Unterstützung leistete. Als Patentverwertungsagentur der mittelhessischen Hochschulen betreut die TransMIT, zu deren Mitgründern die Philipps-Universität Marburg gehört, Wissenschaftler der Universitäten Marburg und Gießen sowie der Fachhochschule Gießen-Friedberg.

Weitere Informationen

Professor Dr. Stephan W. Koch: Philipps-Universität Marburg, Fachbereich
Physik / Wissenschaftliches Zentrum für Materialwissenschaften, Renthof 5, 35032 Marburg
Tel.: (06421) 28 21336, E-Mail: stephan.w.koch@physik.uni-marburg.de

Professor Dr. Mackillo Kira: Philipps-Universität Marburg, Fachbereich Physik / Wissenschaftliches Zentrum für Materialwissenschaften, Renthof 5, 35032 Marburg
Tel.: (06421) 28 24222, E-Mail: mackillo.kira@physik.uni-marburg.de

Dr. Peter Stumpf: TransMIT GmbH, Kerkrader Straße 3, 35394 Gießen
Tel.: (0641) 94364-12, E-Mail: stumpf@transmit.de

Internationale Veröffentlichungsnummer des Patents: WO 2006/010363 A2

Thilo Körkel | idw
Weitere Informationen:
http://web.uni-marburg.de/zv/news/presse/2005_04_06_KochStrings.html
http://www.uni-marburg.de

Weitere Berichte zu: Halbleiter Laser Physik Terahertz-Laser TransMIT

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Das anwachsende Ende der Ordnung
27.03.2017 | Universität Konstanz

nachricht In einem Quantenrennen ist jeder Gewinner und Verlierer zugleich
27.03.2017 | Universität Wien

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: Das anwachsende Ende der Ordnung

Physiker aus Konstanz weisen sogenannte Mermin-Wagner-Fluktuationen experimentell nach

Ein Kristall besteht aus perfekt angeordneten Teilchen, aus einer lückenlos symmetrischen Atomstruktur – dies besagt die klassische Definition aus der Physik....

Im Focus: Wegweisende Erkenntnisse für die Biomedizin: NAD⁺ hilft bei Reparatur geschädigter Erbinformationen

Eine internationale Forschergruppe mit dem Bayreuther Biochemiker Prof. Dr. Clemens Steegborn präsentiert in 'Science' neue, für die Biomedizin wegweisende Forschungsergebnisse zur Rolle des Moleküls NAD⁺ bei der Korrektur von Schäden am Erbgut.

Die Zellen von Menschen und Tieren können Schäden an der DNA, dem Träger der Erbinformation, bis zu einem gewissen Umfang selbst reparieren. Diese Fähigkeit...

Im Focus: Designer-Proteine falten DNA

Florian Praetorius und Prof. Hendrik Dietz von der Technischen Universität München (TUM) haben eine neue Methode entwickelt, mit deren Hilfe sie definierte Hybrid-Strukturen aus DNA und Proteinen aufbauen können. Die Methode eröffnet Möglichkeiten für die zellbiologische Grundlagenforschung und für die Anwendung in Medizin und Biotechnologie.

Desoxyribonukleinsäure – besser bekannt unter der englischen Abkürzung DNA – ist die Trägerin unserer Erbinformation. Für Prof. Hendrik Dietz und Florian...

Im Focus: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Zweites Symposium 4SMARTS zeigt Potenziale aktiver, intelligenter und adaptiver Systeme

27.03.2017 | Veranstaltungen

Rund 500 Fachleute aus Wissenschaft und Wirtschaft diskutierten über technologische Zukunftsthemen

24.03.2017 | Veranstaltungen

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Kontinentalrand mit Leckage

27.03.2017 | Biowissenschaften Chemie

Das anwachsende Ende der Ordnung

27.03.2017 | Physik Astronomie

Einfluss der Sonne auf den Klimawandel erstmals beziffert

27.03.2017 | Geowissenschaften