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 Quantenimaging: Unsichtbares sichtbar machen
02.04.2020 | Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF

nachricht Internationales Physiker-Team berechnet Effekt virtueller quarks in der Streuung von zwei Lichtquanten
02.04.2020 | Universität Regensburg

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: Quantenimaging: Unsichtbares sichtbar machen

Verschränkte Lichtteilchen lassen sich nutzen, um Bildgebungs- und Messverfahren zu verbessern. Ein Forscherteam am Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF in Jena hat eine Quantenimaging-Lösung entwickelt, die in extremen Spektralbereichen und mit weniger Licht genaueste Einblicke in Gewebeproben ermöglichen kann.

Optische Analyseverfahren wie Mikroskopie und Spektroskopie sind in sichtbaren Wellenlängenbereichen schon äußerst effizient. Doch im Infrarot- oder...

Im Focus: Sensationsfund: Spuren eines Regenwaldes in der Westantarktis

90 Millionen Jahre alter Waldboden belegt unerwartet warmes Südpol-Klima in der Kreidezeit

Ein internationales Forscherteam unter Leitung von Geowissenschaftlern des Alfred-Wegener-Institutes, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI)...

Im Focus: A sensational discovery: Traces of rainforests in West Antarctica

90 million-year-old forest soil provides unexpected evidence for exceptionally warm climate near the South Pole in the Cretaceous

An international team of researchers led by geoscientists from the Alfred Wegener Institute, Helmholtz Centre for Polar and Marine Research (AWI) have now...

Im Focus: Blockierung des Eisentransports könnte Tuberkulose stoppen

Tuberkulose-Bakterien brauchen Eisen zum Überleben. Wird der Eisentransport in den Bakterien gestoppt, so kann sich der Tuberkulose-Erreger nicht weiter vermehren. Nun haben Forscher der Universität Zürich die Struktur des Transportproteins ermittelt, das für die Eisenzufuhr zuständig ist. Dies eröffnet Möglichkeiten zur Entwicklung neuer Medikamente.

Einer der verheerendsten Erreger, der sich im Inneren menschlicher Zellen vermehren kann, ist Mycobacterium tuberculosis – der Bazillus, der Tuberkulose...

Im Focus: Blocking the Iron Transport Could Stop Tuberculosis

The bacteria that cause tuberculosis need iron to survive. Researchers at the University of Zurich have now solved the first detailed structure of the transport protein responsible for the iron supply. When the iron transport into the bacteria is inhibited, the pathogen can no longer grow. This opens novel ways to develop targeted tuberculosis drugs.

One of the most devastating pathogens that lives inside human cells is Mycobacterium tuberculosis, the bacillus that causes tuberculosis. According to the...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

13. »AKL – International Laser Technology Congress«: 4.–6. Mai 2022 in Aachen – Lasertechnik Live bereits früher!

02.04.2020 | Veranstaltungen

Europäischer Rheumatologenkongress EULAR 2020 wird zum Online-Kongress

30.03.2020 | Veranstaltungen

“4th Hybrid Materials and Structures 2020” findet web-basiert statt

26.03.2020 | Veranstaltungen

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

Quantenimaging: Unsichtbares sichtbar machen

02.04.2020 | Physik Astronomie

Innovative Materialien und Bauelemente für die Terahertz-Elektronik

02.04.2020 | Materialwissenschaften

Besser gewappnet bei Überflutungen in der Stadt

02.04.2020 | Informationstechnologie

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