Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neue Art von Licht in Sicht - Darmstädter Physiker entdecken bislang unbekanntes Hybrid-Licht

03.07.2012
Am Institut für Angewandte Physik hat Dr. Martin Blazek eine neue Art von Licht, sogenanntes „Hybrid-Licht“ entdeckt. Er hatte im Rahmen eines EU-Forschungsprojekts ursprünglich neue Leuchtdioden für die Netzhaut- und Hautkrebsdiagnostik untersucht.

Martin Blazek aus der Arbeitsgruppe von Professor Wolfgang Elsäßer hat sogenannte Super-Lumineszenzdioden, kurz: SLD genau unter die Lupe genommen. Ihn interessierte, wie gleichmäßig einzelne Lichtquanten (Photonen) von der SLD emittiert werden. Bei Raumtemperatur erhielt er zunächst das erwartete Resultat:

die SLD sendete keinen gleichmäßigen Strom von Photonen aus, sondern unregelmäßig aufeinander folgende Photonen-Pakete. Dieses Licht gleicht zunächst bildlich gesprochen einem Hörsaal-Ausgang, aus dem in unregelmäßigen Abständen Grüppchen von Studenten, noch intensiv über den Inhalt der Vorlesung diskutierend, heraustreten. Im Gegensatz dazu ist die Situation am Gebäudeausgang relativ gleichmäßig, weil ihr Strom von einer Drehtür reguliert wird.

Physikalisches Paradigma widerlegt

Genau dieses für die SLD Unerwartete geschah, als Blazek dann die Diode auf eine Temperatur von etwa -100 Grad Celsius abkühlte: Die Photonen kamen in einer relativ gleichmäßigen Prozession aus der Leuchtdiode, wie die Studenten nach der Drehtür. Blazek hat die Gleichmäßigkeit gemessen, und zwar in Form der statistischen Wahrscheinlichkeit, mit der ein Photon einem Vorangegangenen in einem bestimmten Abstand folgt. Er fand heraus, dass diese sogenannte Korrelation, das heißt der zeitliche Zusammenhang der Photonen, nahezu der gleiche ist wie bei einem Laser.

Damit hat er ein lange akzeptiertes Paradigma widerlegt, das bislang in der physikalischen Disziplin der Quantenoptik vorherrschte. Dieses verknüpfte eine sogenannte thermische Lichtquelle, wie die Sonne oder eine Glühbirne, die ein breitbandiges Farbenspektrum emittieren, immer mit der zeitlich unregelmäßigen Emission von Photonen-Paketen, wohingegen der Laser einen zeitlich sehr viel reguläreren, fast geordneten, gleichmäßigen Photonenstrom aussendet.

Das Licht aus der kalten SLD ist also quasi ein Zwitter: einerseits hat es immer noch die große spektrale Breite einer thermischen Lichtquelle, andererseits entspricht die Regularität der von ihr emittierten Photonen der eines Lasers. Im ersten Fall sprechen Physiker von spontaner Emission und im letzteren von stimulierter Emission.

"Die Super-Lumineszenzdiode emittiert bei der tiefen Temperatur gewissermaßen in einem Übergangsbereich zwischen der spontanen Emission und der stimulierten Emission", erklärt Elsäßer. In Zusammenarbeit mit Kollegen der Theoretischen Physik soll nun dieser neue Lichtzustand weiter erforscht werden, um ihn physikalisch zu verstehen, ergänzt der Physik-Professor.

Praktische Anwendung im Blick

Elsäßers Team trachtet unabhängig vom EU-Forschungsprojekt auch bereits danach, das Ergebnis seiner Grundlagenforschung praktisch anwendbar zu machen. Durch den gleichmäßigen Photonenstrom könnte die Genauigkeit der Gewebebilder bei der Krebsdiagnose und somit die Präzision erhöht werden. "Allerdings wäre es sicherlich praktikabler, wenn der Effekt bei Raumtemperatur auftritt", so Elsäßer. Das Team ist nun auf der Suche nach neuen optischen Emitter-Strukturen und Halbleitermaterialien, die den Effekt schon bei Raumtemperatur zeigen.
Pressekontakt
Prof. Wolfgang Elsäßer
Tel. 06151 / 16 – 6463
Mail: elsaesser@physik.tu-darmstadt.de
MI-Nr. 55/2012, Christian Meier/gek

Jörg Feuck | idw
Weitere Informationen:
http://www.tu-darmstadt.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Waschen für die Mikrowelt – Potsdamer Physiker entwickeln lichtempfindliche Seife
02.12.2016 | Universität Potsdam

nachricht Quantenreibung: Jenseits der Näherung des lokalen Gleichgewichts
01.12.2016 | Forschungsverbund Berlin e.V.

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: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie