Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ungebremste Lichtblitze: Eine neuartige Faser leitet ultrakurze Lichtimpulse mit höchster Präzision weiter

14.10.2008
Forscher des Max-Born-Instituts für Nichtlineare Optik und Kurzzeitspektroskopie (MBI) haben eine neuartige optische Faser entwickelt, die mit noch nie dagewesener Präzision ultrakurze Lichtimpulse weiterleiten kann.

Die Forscher übertrugen Lichtpulse einer Dauer von 13 fs (1 Femtosekunde = 1 fs = 1 Milliardstel einer Millionstel Sekunde) über eine Länge von einem Meter, wobei sich die Dauer der Impulse nur etwa verdoppelte.

„Keine andere Fasertechnologie kann das momentan leisten“, sagt Dr. Günter Steinmeyer. In den Experimenten der Forscher dehnten andere, ähnlich gebaute Fasern den gleichen Impuls dagegen auf fast 50-fache Dauer aus.

Die neuen Fasern könnten beispielsweise in der Medizin zur Anwendung kommen, um Femtosekundenimpulse flexibel zum Patienten zu übertragen. Über ihre Ergebnisse berichten die Forscher in der aktuellen Online-Ausgabe von Nature Photonics (doi:10.1038/nphoton.2008.203).

Die Faser aus dem MBI besteht aus vielen einzelnen Glasröhrchen und führt das Licht auf einem Durchmesser, der etwa der Hälfte der Dicke eines menschlichen Haares entspricht. Im Gegensatz zu herkömmlichen optischen Hohlfasern, wo alle Röhrchen gleich groß sind, ändert sich in der neuen Faser der Durchmesser der Röhrchen von außen nach innen. Man kann sich das vorstellen wie Strohhalme, die mit den Seiten aneinander geklebt werden, immer einer neben den nächsten. Fügt man den ersten und den letzten Halm aneinander, entsteht aus diesen Röhrchen selbst wieder ein Rohr.

Dasselbe Gebilde stellt man noch einmal her, jetzt aber mit Strohhalmen, die einen geringeren Durchmesser haben. Die MBI-Forscher haben quasi fünf solcher Rohre aus Röhrchen ineinander geschachtelt. Die Forscher nennen diese Struktur „gechirpt“ und verwenden für ihre neue Faser die Abkürzung CPCF (chirped photonic crystal fibre). Der Begriff Chirp kommt aus dem Englischen und bedeutet „Zwitschern“.

In der Optik wird er immer dann verwendet, wenn innerhalb einer periodischen Struktur die Periode langsam und systematisch in eine Richtung verändert wird, so wie hier der Durchmesser der Röhrchen. Senden die Forscher nun ultrakurze Lichtimpulse durch die Faser, führt diese besondere Struktur dazu, dass störende Resonanzen der Röhrchen sich über verschiedene Wellenlängen verteilen, also weit weniger störend wirken, als wenn alle Röhrchen den gleichen Durchmesser haben. Hergestellt haben die Faser Wissenschaftler der Universität Saratow in Russland.

Eine spezielle medizinische Anwendung sehen die Forscher in der photodynamischen Therapie. Hier werden in Tumorzellen lichtempfindliche Stoffe angereichert, die bei Bestrahlung toxische Substanzen erzeugen, die den Tumor dann selektiv zerstören. Durch Einsatz ultrakurzer Impulse ließe sich diese Therapie noch nebenwirkunsgärmer gestalten, da eine effiziente Absorption nur im unmittelbaren Fokusbereich erfolgt; unmittelbar darüber- oder darunterliegende Gewebeschichten bleiben praktisch ohne jedwede Wechselwirkung. Bisher fehlte jedoch eine Faser, mit welcher man solche Impulse flexibel und verzerrungsfrei endoskopisch zum Patienten leiten kann. Auch für diagnostische Zwecke in Biologie und Medizin könnte sich die gechirpte Faserstruktur eignen, etwa für die Zweiphotonenmikroskopie, welche eine dreidimensionale Auflösung kleinster biologischer Strukturen bei effektiver Streulichtunterdrückung ermöglicht.

Ansprechpartner:
Dr. Günter Steinmeyer,
Max-Born-Institut,
Email steinmey@mbi-berlin.de

Christine Vollgraf | Forschungsverbund Berlin e.V.
Weitere Informationen:
http://www.fv-berlin.de
http://www.fv-berlin.de/pm_archiv/2008/Fotos/faser.tif

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Heiß & kalt – Gegensätze ziehen sich an
25.04.2017 | Universität Wien

nachricht Astronomen-Team findet Himmelskörper mit „Schmauchspuren“
25.04.2017 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

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: Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

58 europäische Industrie- und Forschungspartner aus 11 Ländern forschten unter der Leitung des VIRTUAL VEHICLE drei Jahre lang, um Europas führende Position im Bereich Embedded Systems und dem Internet of Things zu stärken. Die Ergebnisse von DEWI (Dependable Embedded Wireless Infrastructure) wurden heute in Graz präsentiert. Zu sehen war eine Fülle verschiedenster Anwendungen drahtloser Sensornetzwerke und drahtloser Kommunikation – von einer Forschungsrakete über Demonstratoren zur Gebäude-, Fahrzeug- oder Eisenbahntechnik bis hin zu einem voll vernetzten LKW.

Was vor wenigen Jahren noch nach Science-Fiction geklungen hätte, ist in seinem Ansatz bereits Wirklichkeit und wird in Zukunft selbstverständlicher Teil...

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

123. Internistenkongress: Traumata, Sprachbarrieren, Infektionen und Bürokratie – Herausforderungen

27.04.2017 | Veranstaltungen

Jenaer Akustik-Tag: Belastende Geräusche minimieren - für den Schutz des Gehörs

27.04.2017 | Veranstaltungen

Ballungsräume Europas

26.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

VLC 200 GT von EMAG: Neue passgenaue Dreh-Schleif-Lösung für die Bearbeitung von Pkw-Getrieberädern

27.04.2017 | Maschinenbau

Induktive Lötprozesse von eldec: Schneller, präziser und sparsamer verlöten

27.04.2017 | Maschinenbau

Smart Wireless Solutions: EU-Großprojekt „DEWI“ liefert Innovationen für eine drahtlose Zukunft

27.04.2017 | Informationstechnologie