Laser mit "Schluckauf"

Vielen dürfte bei dem Stichwort „Laser“ ein kontinuierlicher, meist roter Lichtstrahl in den Sinn kommen, wie man ihn in Thrillern oder Wissenschaftssendungen sieht. Für Industrie, Forschung und Medizin sind aber gerade extrem kurze und energiereiche Laserpulse interessant. Forscher vom National Institute of Standards and Technology (NIST) in Colorado haben nun eine kurios anmutende Variante dieser Pulstechnik entwickelt: Ihr Quantenpunktlaser zeichnet sich dadurch aus, dass er ultrakurze Pulse aus Dunkelheit erzeugt, berichtet Technology Review in seiner Online-Ausgabe.

„Man kann sich das als einen kontinuierlichen Laser vorstellen, der einen rasanten Verschlussmechanismus hat“, erläutert NIST-Forscher Richard Mirin das Prinzip. In regelmäßigen Abständen wird für 90 Pikosekunden der Austritt von Laserlicht blockiert – dadurch entstehen genau definierte lichtlose Perioden. Die könnten sich nicht nur für biologische und chemische Hochgeschwindigkeitsanalysen eignen, sondern auch für die optische Datenübertragung.

Anstatt Information in Lichtpulsen zu kodieren, würden die Bits als kurze Dunkelphase dargestellt. Der Vorteil: Während die Qualität von Lichtpulsen in Glasfaserkabeln aufgrund der Streuung im Material mit zunehmender Entfernung schlechter wird, bleibt ihr Gegenteil – Lichtlosigkeit – unverändert.

Wie häufig in der Forschung wollten die NIST-Forscher eigentlich etwas anderes entwickeln. Mit Hilfe der Quantenpunkte hätten sie besonders helle Laserpulse produzieren wollen, sagt Richard Mirin. Quantenpunkte sind halbleitende Nanoteilchen, die sich wie große „künstliche Atome“ verhalten: Ihre elektronischen Energiezustände sind scharf voneinander abgegrenzt und nicht verschmiert, wie man das von einem winzigen Festkörper aus tausenden Atomen erwarten würde.

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