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 Ultraschnelles Schalten eines optischen Bits: Gewinn für die Informationsverarbeitung
21.02.2020 | Universität Paderborn

nachricht 10.000-mal schnellere Berechnungen möglich
20.02.2020 | Christian-Albrechts-Universität zu Kiel

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: Ultraschnelles Schalten eines optischen Bits: Gewinn für die Informationsverarbeitung

Wissenschaftler der Universität Paderborn und der TU Dortmund veröffentlichen Ergebnisse in Nature Communications

Computer speichern Informationen in Form eines Binärcodes, einer Reihe aus Einsen und Nullen – sogenannten Bits. In der Praxis werden dafür komplexe...

Im Focus: Fraunhofer IOSB-AST und DRK Wasserrettungsdienst entwickeln den weltweit ersten Wasserrettungsroboter

Künstliche Intelligenz und autonome Mobilität sollen dem Strukturwandel in Thüringen und Sachsen-Anhalt neue Impulse verleihen. Mit diesem Ziel fördert das Bundeswirtschaftsministerium ab sofort ein innovatives Projekt in Halle (Saale) und Ilmenau.

Der Wasserrettungsdienst Halle (Saale) und das Fraunhofer Institut für Optronik,
Systemtechnik und Bildauswertung, Institutsteil Angewandte Systemtechnik...

Im Focus: A step towards controlling spin-dependent petahertz electronics by material defects

The operational speed of semiconductors in various electronic and optoelectronic devices is limited to several gigahertz (a billion oscillations per second). This constrains the upper limit of the operational speed of computing. Now researchers from the Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter in Hamburg, Germany, and the Indian Institute of Technology in Bombay have explained how these processes can be sped up through the use of light waves and defected solid materials.

Light waves perform several hundred trillion oscillations per second. Hence, it is natural to envision employing light oscillations to drive the electronic...

Im Focus: Haben ein Auge für Farben: druckbare Lichtsensoren

Kameras, Lichtschranken und Bewegungsmelder verbindet eines: Sie arbeiten mit Lichtsensoren, die schon jetzt bei vielen Anwendungen nicht mehr wegzudenken sind. Zukünftig könnten diese Sensoren auch bei der Telekommunikation eine wichtige Rolle spielen, indem sie die Datenübertragung mittels Licht ermöglichen. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) am InnovationLab in Heidelberg ist hier ein entscheidender Entwicklungsschritt gelungen: druckbare Lichtsensoren, die Farben sehen können. Die Ergebnisse veröffentlichten sie jetzt in der Zeitschrift Advanced Materials (DOI: 10.1002/adma.201908258).

Neue Technologien werden die Nachfrage nach optischen Sensoren für eine Vielzahl von Anwendungen erhöhen, darunter auch die Kommunikation mithilfe von...

Im Focus: Einblicke in die Rolle von Materialdefekten bei der spin-abhängigen Petahertzelektronik

Die Betriebsgeschwindigkeit von Halbleitern in elektronischen und optoelektronischen Geräten ist auf mehrere Gigahertz (eine Milliarde Oszillationen pro Sekunde) beschränkt. Die Rechengeschwindigkeit von modernen Computern trifft dadurch auf eine Grenze. Forscher am MPSD und dem Indian Institute of Technology in Bombay (IIT) haben nun untersucht, wie diese Grenze mithilfe von Lichtwellen und Festkörperstrukturen mit Defekten erhöht werden könnte, um noch größere Rechenleistungen zu erreichen.

Lichtwellen schwingen mehrere hundert Trillionen Mal pro Sekunde und haben das Potential, die Bewegung von Elektronen zu steuern. Im Gegensatz zu...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Leopoldina-Symposium: „Mission – Innovation“ 2020

21.02.2020 | Veranstaltungen

Gemeinsam auf kleinem Raum - Mikrowohnen

19.02.2020 | Veranstaltungen

Chemnitzer Linux-Tage am 14. und 15. März 2020: „Mach es einfach!“

12.02.2020 | Veranstaltungen

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

Globale Datenbank für Karstquellenabflüsse

21.02.2020 | Geowissenschaften

Leopoldina-Symposium: „Mission – Innovation“ 2020

21.02.2020 | Veranstaltungsnachrichten

Langlebige Fachwerkbrücken aus Stahl einfacher bemessen

21.02.2020 | Architektur Bauwesen

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