Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Die kleinste Lasershow der Welt - Das ultraschnelle Schalten nanooptischer Anregungen

09.03.2010
In einer Zusammenarbeit von Wissenschaftlern der Universitäten in Bielefeld, Kaiserslautern, Kiel und Würzburg wurde erstmals das ultraschnelle räumliche Schalten optischer Anregung auf der Nanometerskala demonstriert.

Das im Wissenschaftsmagazin Proceedings of the National Academy of Sciences vorgestellte Experiment kombiniert Methoden der Ultrakurzpuls-Lasertechnologie und Nanostrukturtechnik, um optische Anregungen auf der Nanometerskala raum-zeitlich zu steuern und nachzuweisen.


Lasershow auf Nanometer-Skalen: Durch gezielte Manipulation ultrakurzer Laserpulse können unterschiedliche Bereiche einzelner Nanostrukturen auf Femtosekunden Zeitskalen (10-15 Sekunden) gezielt optisch angeregt werden.
Urheber: Walter Pfeiffer, Bielefeld

Im Alltag ist direkt erfahrbar, dass die räumliche und zeitliche Verteilung von Licht die visuelle Wirkung bestimmt. In einer Lasershow entstehen zum Beispiel durch das schnelle Schalten und Ablenken von Laserstrahlen unerwartete und auf andere Weise nicht erreichbare Lichteindrücke. Schnelles raum-zeitliches Schalten von Licht ist aber nicht nur für ästhetische Lichteffekte relevant, sondern findet unter anderem in der Kommunikationstechnologie bei optischen Lichtwellenleitern oder in der Optoelektronik Anwendung.

Mit herkömmlichen optischen Methoden kann die räumliche Verteilung von Licht im sichtbaren Spektralbereich bis hinab zu etwa einem halben Mikrometer (1 µm = 0.000001 m = 1000 nm) gezielt manipuliert und gesteuert werden. Ein halber Mikrometer (500 nm) ist zwar schon etwa 100 mal kleiner als der Durchmesser eines menschlichen Haares, aber für zukünftigen Anwendungen ist die Manipulation auf noch kleineren Längenskalen notwendig.

Die Lichtmanipulation auf Bereichen von weniger als einem Zehntel eines Mikrometers (

Die grundlegende Idee des Experimentes besteht in der Kombination der Nahfeldoptik mit den Methoden der gezielten Formung von ultrakurzen Laserpulsen. Durch Manipulation des zeitlichen Verlaufs des anregenden Lichtimpulses wird in einer eigens für das Experiment entwickelten Nanoantenne eine sich räumlich und zeitlich entwickelnde Anregung erzeugt. Der zeitliche und räumliche Ablauf der optischen Anregung wird mittels einer stroboskopische Aufnahme durch ein Photoemissions-Elektronenmikroskop abgebildet und man erhält einen "Film" der Anregung der Nanoantenne. Dieses äußerst komplexe Experiment erfordert ein breites Methodenspektrum und Fachwissen, das nur durch die Kooperation von mehreren Universitäten realisiert werden konnte. Die durchgeführten Messungen demonstrieren ein Schalten innerhalb von ca. 50 fs zwischen etwa 200 nm entfernten Bereichen der Nanostruktur. Das Licht in der Umgebung der Nanostruktur weist somit eine komplexe raum-zeitliche Entwicklung auf - oder in anderen Worten - es findet dort die kleinste und schnellste "Lasershow" der Welt statt.

Ansprechpartner (in alphabetischer Reihenfolge):

Prof. Dr. Martin Aeschlimann, Technische Universität Kaiserslautern,
Tel. 0631/205-2322, ma@physik.uni-kl.de;
Prof. Dr. Michael Bauer, Universität Kiel,
Tel. 0431/880-5098, bauer@physik.uni-kiel.de;

Prof. Dr. Tobias Brixner, Universität Würzburg,
Tel.: 0931/31-86330 brixner@phys-chemie.uni-wuerzburg.de;
Prof. Dr. Walter Pfeiffer, Universität Bielefeld,
Tel.: 0521/106-5470 pfeiffer@physik.uni-bielefeld.de

Thomas Jung | TU Kaiserslautern
Weitere Informationen:
http://www.uni-kl.de
http://www.uni-wuerzburg.de
http://www.uni-bielefeld.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Physiker entdecken neuen Transportmechanismus von Nanopartikeln durch Zellmembranen
14.12.2018 | Universität des Saarlandes

nachricht Tanz mit dem Feind
12.12.2018 | ESO Science Outreach Network - Haus der Astronomie

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: Data use draining your battery? Tiny device to speed up memory while also saving power

The more objects we make "smart," from watches to entire buildings, the greater the need for these devices to store and retrieve massive amounts of data quickly without consuming too much power.

Millions of new memory cells could be part of a computer chip and provide that speed and energy savings, thanks to the discovery of a previously unobserved...

Im Focus: Quantenkryptographie ist bereit für das Netz

Wiener Quantenforscher der ÖAW realisierten in Zusammenarbeit mit dem AIT erstmals ein quantenphysikalisch verschlüsseltes Netzwerk zwischen vier aktiven Teilnehmern. Diesen wissenschaftlichen Durchbruch würdigt das Fachjournal „Nature“ nun mit einer Cover-Story.

Alice und Bob bekommen Gesellschaft: Bisher fand quantenkryptographisch verschlüsselte Kommunikation primär zwischen zwei aktiven Teilnehmern, zumeist Alice...

Im Focus: An energy-efficient way to stay warm: Sew high-tech heating patches to your clothes

Personal patches could reduce energy waste in buildings, Rutgers-led study says

What if, instead of turning up the thermostat, you could warm up with high-tech, flexible patches sewn into your clothes - while significantly reducing your...

Im Focus: Tödliche Kombination: Medikamenten-Cocktail dreht Krebszellen den Saft ab

Zusammen mit einem Blutdrucksenker hemmt ein häufig verwendetes Diabetes-Medikament gezielt das Krebswachstum – dies haben Forschende am Biozentrum der Universität Basel vor zwei Jahren entdeckt. In einer Folgestudie, die kürzlich in «Cell Reports» veröffentlicht wurde, berichten die Wissenschaftler nun, dass dieser Medikamenten-Cocktail die Energieversorgung von Krebszellen kappt und sie dadurch abtötet.

Das oft verschriebene Diabetes-Medikament Metformin senkt nicht nur den Blutzuckerspiegel, sondern hat auch eine krebshemmende Wirkung. Jedoch ist die gängige...

Im Focus: Lethal combination: Drug cocktail turns off the juice to cancer cells

A widely used diabetes medication combined with an antihypertensive drug specifically inhibits tumor growth – this was discovered by researchers from the University of Basel’s Biozentrum two years ago. In a follow-up study, recently published in “Cell Reports”, the scientists report that this drug cocktail induces cancer cell death by switching off their energy supply.

The widely used anti-diabetes drug metformin not only reduces blood sugar but also has an anti-cancer effect. However, the metformin dose commonly used in the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Tagung 2019 in Essen: LED Produktentwicklung – Leuchten mit aktuellem Wissen

14.12.2018 | Veranstaltungen

Pro und Contra in der urologischen Onkologie

14.12.2018 | Veranstaltungen

Konferenz zu Usability und künstlicher Intelligenz an der Universität Mannheim

13.12.2018 | Veranstaltungen

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

Tagung 2019 in Essen: LED Produktentwicklung – Leuchten mit aktuellem Wissen

14.12.2018 | Veranstaltungsnachrichten

Rittal heizt ein in Sachen Umweltschutz - Rittal Lackieranlage sorgt für warme Verwaltungsbüros

14.12.2018 | Unternehmensmeldung

Krankheiten entstehen, wenn das Netzwerk von regulatorischen Autoantikörpern aus der Balance gerät

14.12.2018 | Medizin Gesundheit

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