Das Laserfernsehen ist fast marktreif

Ihm zu Ehren hat die Deutsche Telekom AG im Jahr 2000 an der Universität Bonn den Heinrich-Hertz-Stiftungslehrstuhl eingerichtet. An seiner alten Wirkungsstätte entwickeln Hertz' Erben heute unter anderem Strategien, um Laserlicht zu manipulieren. Ihre Erkenntnisse könnten in nicht allzu ferner Zukunft den Sprung in die Wohnzimmer schaffen: Schon in zwei Jahren sollen erste Laserfernseher auf den Markt kommen, die in Schärfe und Farbenpracht alle heute erhältlichen Geräte weit übertreffen.

Von 1889 bis zu seinem Tode fünf Jahre später lehrte und forschte der große Wissenschaftler in der Rheinstadt. Jeder Bonner Physikstudent kommt heute noch hautnah mit ihm in Berührung: In der Physikalischen Sammlung lagern zahlreiche Originalinstrumente, die Heinrich Hertz für seine Experimente mit elektromagnetischen Wellen nutzte. Darunter ist auch sein berühmter Dipol-Sender: Hertz ließ zwischen zwei halbrunden Kupferelektroden – dem Dipol – einen Funken überschlagen. Dadurch erzeugte er hochfrequente Radiowellen, die er mit einem ähnlichen Dipol in einigen Metern Entfernung wieder auffangen konnte. Wenn die Ausrichtung zwischen Sender und Empfänger stimmte, flogen dort dann ebenfalls die Funken. Das Radio verdankt (ebenso wie der Begriff „Rundfunk“) diesem Effekt seine Existenz. Auch wenn wir eine Lampe einschalten, die Infrarot-Fernbedienung betätigen, uns im Solarium bräunen, mit der Mikrowelle Speisen zubereiten oder mobil telefonieren: Immer sind die von Heinrich Hertz nachgewiesenen „elektromagnetischen Wellen“ im Spiel.

„Einen Dipol-Empfänger gibt es heute in jedem Handy“, erklärt Professor Dr. Karsten Buse. Der 40-Jährige bekleidet an der Universität Bonn die nach Hertz benannte Stiftungsprofessur der Deutschen Telekom. Die Zusammenarbeit hat bereits zu einem knappen Dutzend Patenten geführt – zumeist im zukunftsträchtigen Gebiet der Laserphysik. „Die Firmen reißen uns die Mitarbeiter aus den Händen“, sagt der Physiker nicht ohne Stolz. „Allein in der letzten Woche haben wir zwölf Anfragen aus der Industrie bekommen.“ Auch bei den großen US-amerikanischen Eliteschmieden wie Stanford oder dem MIT sind seine Diplomanden und Doktoranden gern gesehene Gäste.

Farbspiele

Eines der Spezialgebiete von Buses Arbeitsgruppe ist eine exotische chemische Verbindung, das so genannte Lithiumniobat. Die Substanz bildet Kristalle, an denen Heinrich Hertz wohl seine helle Freude gehabt hätte: Sie stecken nämlich gewissermaßen voller mikroskopisch kleiner Dipol-Antennen. Für Laserforscher ist diese Substanz extrem interessant: Mit ihr lässt sich nämlich vergleichsweise einfach und kostengünstig farbiges Laserlicht erzeugen.

Denn Laser, die direkt rot, grün oder blau leuchten, sind aufwändig und dazu noch extrem ineffizient. Bei gleichem Energieeinsatz strahlen die kleinen Halbleiterlaser viel kräftiger – dafür aber nur im unsichtbaren Infrarotbereich. Daher gehen die Erben von Heinrich Hertz einen Umweg: „Wenn wir einen Lithiumniobat-Kristall mit infrarotem Laserlicht beschießen, regen wir die Dipole darin so stark an, dass sie wie eine zu stark gezupfte Gitarrenseite zahlreiche Obertöne aussenden“, erklärt Buse. Dabei vervielfacht sich die Frequenz des eingestrahlten Lichts; die Farbe verschiebt sich in den sichtbaren Bereich. „An unserem Lehrstuhl verbessern wir die Kristalle so, dass wir die Farbumwandlung mit sehr hoher Effizienz und bei großen Lichtleistungen hinbekommen.“

Durch Kombination mit anderen Verfahren können die Bonner Physiker so genau die gewünschte Lichtfarbe erzeugen – wichtig unter anderem für die Entwicklung extrem brillanter und scharfer Bildschirme. Denn mit einem roten, einem grünen und einem blauen Laser lassen sich prinzipiell alle Farben herstellen, die unser Auge sehen kann. „Ein normales TV-Gerät bekommt das nicht hin; das schafft nur 50 Prozent aller Farben“, betont der Physiker. „Neben einem Laserdisplay wirken herkömmliche Bildschirme einfach flau.“ Die großen Elektronikfirmen arbeiten daher momentan an Fernsehgeräten auf Laser-Basis. „Inzwischen steht die Technologie auch dank unserer Erkenntnisse kurz vor dem Durchbruch“, versichert Buse. „Spätestens in zwei Jahren werden die ersten Laserfernseher auf den Markt kommen.“

Zu Ehren von Heinrich Hertz planen die Bonner Physiker im Herbst eine Veranstaltung mit zwei großen öffentlichen Experimentalvorlesungen. Darin werden von Professor Dr. Karl-Heinz Althoff zahlreiche Originalexperimente gezeigt. Professor Dr. Karsten Buse wird zudem präsentieren, was die Erkenntnisse dieses Pioniers der elektromagnetischen Wellenlehre für die Forschung heute bedeuten.

Kontakt:
Prof. Dr. Karsten Buse
Physikalisches Institut der Universität Bonn
Telefon: 0228/73-4899
E-Mail: kbuse@uni-bonn.de