Spektroskopie an Atomen 04.07.2014, 08:30 Uhr

Glasfasern mit hohlem Minikern halten selbst UV-Laserlicht stand

Glasfasern mit einem winzigen Kern von 20 Mikrometern Durchmesser halten selbst Laserlicht im ultravioletten Spektralbereich stand. Die Erfindung der Max-Planck-Forscher aus Erlangen soll der Präzisionspektroskopie an Atomen und den Entwicklern der Quantencomputer zugute kommen. 

Mikroskopische Aufnahme der Glasfaser: Die Hohlkammer in der Mitte ist nur 20 Tausendstel Millimeter breit. Sie macht die verlustfreie Übertragung des UV-Laserlichts möglich. 

Mikroskopische Aufnahme der Glasfaser: Die Hohlkammer in der Mitte ist nur 20 Tausendstel Millimeter breit. Sie macht die verlustfreie Übertragung des UV-Laserlichts möglich. 

Foto: PTB

Mit ultraviolettem Laserlicht wollen Physiker indirekt in Ionen, also elektrisch geladene Teilchen, und komplette Atome schauen. Biologen können damit Vorgänge in lebenden Zellen sichtbar machen, Klimaforscher Treibhausgase in der Atmosphäre aufspüren. Dazu müssen sie Photodioden, die das Laserlicht erzeugen, direkt auf die Probe halten.

Übliche Glasfasern funktionieren bislang allerdings nicht als Lichtwellenleiter für den Transport der Lichtteilchen. Der UV-Laserstrahl wird vom Glas verschluckt. Genau die gleiche Wirkung hat beispielsweise Fensterglas. Das UV-Licht der Sonne dringt nicht durch, so dass die Haut nicht gebräunt wird. Während Fensterglas so dick ist, dass die paar Macken, die das UV-Licht hineinschlägt, nicht weiter auffallen, hat Licht mit dieser Frequenz verheerende Folgen für die extrem feinen Lichtwellenleiter. Sie werden innerhalb kurzer Zeit zerstört.

Glasfasern haben 20 Mikrometer kleinen Hohlkern

Robuster sind die Glasfasern, die am Max-Planck-Institut für die Physik des Lichts in Erlangen entwickelt worden sind. Anders als gängige Glasfasern besitzen sie keinen festen Kern aus hochreinem Spezialglas, sondern einen Hohlraum mit einem Durchmesser von 20 Tausendstel Millimetern.

Gemessene Nahfeld-Intensitäts-Profile einer Faser bei verschiedenen Einstrahlrichtungen des UV-Strahls. Die Profile zeigen, dass das Licht einmodig ist – es wird also mit einer räumlichen Intensitätsverteilung geleitet. 

Gemessene Nahfeld-Intensitäts-Profile einer Faser bei verschiedenen Einstrahlrichtungen des UV-Strahls. Die Profile zeigen, dass das Licht einmodig ist – es wird also mit einer räumlichen Intensitätsverteilung geleitet. 

Quelle: PTB

Stellenangebote im Bereich Elektrotechnik, Elektronik

Elektrotechnik, Elektronik Jobs
TotalEnergies-Firmenlogo
Koordinator (m/w/d) Inbetriebnahme und Qualität TotalEnergies
Berlin, München Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Staatlich geprüfter Techniker (w/m/d) Informationstechnik & Verkehrsüberwachung Die Autobahn GmbH des Bundes
Hohen Neuendorf bei Berlin Zum Job 
Die Autobahn GmbH des Bundes-Firmenlogo
Staatlich geprüfter Techniker (w/m/d) Elektrotechnik & Verkehrsüberwachung Die Autobahn GmbH des Bundes
Münchener Rückversicherungs-Gesellschaft Aktiengesellschaft in München-Firmenlogo
Underwriter Downstream / Energy (m/f/d)* Münchener Rückversicherungs-Gesellschaft Aktiengesellschaft in München
München Zum Job 
AECOM Deutschland GmbH-Firmenlogo
Electrical Engineer (m/w/d) AECOM Deutschland GmbH
Frankfurt Zum Job 
naturenergie netze GmbH-Firmenlogo
Meister / Techniker (m/w/d) Leit- und Fernwirktechnik naturenergie netze GmbH
Donaueschingen, Rheinfelden (Baden) Zum Job 
Bau- und Liegenschaftsbetrieb NRW-Firmenlogo
Ingenieurinnen / Ingenieure bzw. Technikerinnen / Techniker oder Meisterinnen / Meister der Elektrotechnik (w/m/d) Bau- und Liegenschaftsbetrieb NRW
Münster Zum Job 
Stadtwerke Südholstein GmbH-Firmenlogo
Ingenieur der Elektro- oder Energietechnik als Leiter Planung und Netzbetrieb Strom (m/w/d) Stadtwerke Südholstein GmbH
Pinneberg Zum Job 
Friotherm Deutschland GmbH-Firmenlogo
Elektrotechniker / Elektrokonstrukteur (m/w/d) Friotherm Deutschland GmbH
Weißensberg Zum Job 
Stuttgart Netze GmbH-Firmenlogo
Ingenieur Planung Straßenbeleuchtung (w/m/d) Stuttgart Netze GmbH
Stuttgart Zum Job 
Stuttgart Netze GmbH-Firmenlogo
Ingenieur Baukoordination und Qualitätssicherung (w/m/d) Stuttgart Netze GmbH
Stuttgart Zum Job 
Stuttgart Netze GmbH-Firmenlogo
Ingenieur Projektierung Netze Strom / Gas (w/m/d) Stuttgart Netze GmbH
Stuttgart Zum Job 
VIAVI-Firmenlogo
Solutions Engineer (m/w/d) VIAVI
Eningen Zum Job 
Klinikverbund Südwest-Firmenlogo
Strahlenschutzbeauftragter (m/w/d) Klinikverbund Südwest
Sindelfingen Zum Job 
Klinikverbund Südwest-Firmenlogo
Strahlenschutzbeauftragter (m/w/d) Klinikverbund Südwest
Sindelfingen Zum Job 
Ferrotec Europe GmbH-Firmenlogo
Account Manager Thermistoren Automotive (m/w/d) Ferrotec Europe GmbH
Frankfurt, Unterensingen, Home-Office Zum Job 
Adolf Würth GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Elektroingenieur (m/w/d) Fahrzeugeinrichtung Adolf Würth GmbH & Co. KG
Obersulm-Willsbach Zum Job 
RHEINMETALL AG-Firmenlogo
Verstärkung für unsere technischen Projekte im Bereich Engineering und IT (m/w/d) RHEINMETALL AG
deutschlandweit Zum Job 
Berliner Stadtreinigungsbetriebe (BSR)-Firmenlogo
Betriebsingenieurin / Betriebsingenieur (w/m/d) Müllheizkraftwerk Berliner Stadtreinigungsbetriebe (BSR)
Stadtwerke Lübeck Gruppe-Firmenlogo
Ingenieur:in mobile Messtechnik und KKS Stadtwerke Lübeck Gruppe
Lübeck Zum Job 

Eingehüllt wird der feine Hohlzylinder von einer so genannten Kagomé-Struktur, einem speziellen Muster aus regelmäßig angeordneten Drei- und Sechsecken. Das UV-Licht flutscht gewissermaßen hindurch. An der Kagomé-Struktur prallt es ab wie ein Fußball von der Querlatte des Tors. Wie genau das passiert, können nicht einmal die Erlanger Forscher erklären. Aber es funktioniert.

Erster Anwendungstest mit Bravour bestanden

Ob das UV-Licht tatsächlich keinen Schaden anrichtet, wollten die Erlanger Physiker von einer unabhängigen Institution überprüfen lassen: der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB) in Braunschweig. Sie speisten einen UV-Strahl mit einer Wellenlänge von 280 Nanometern mit einer Leistung von 15 Milliwatt ein, einer für die Übermittlung von Daten via Licht üblichen Leistung.

Nach mehr als 100 Stunden konnten die Prüfer keine Schäden feststellen. Bei einem ersten Anwendungstest untersuchten sie mit Erfolg den inneren Zustand von Ionen, die sie zuvor isoliert, also gewissermaßen in einen Käfig gesperrt hatten. Das könnte auch den Entwicklern des sagenumwobenen Quantencomputers helfen. Denn Veränderungen des inneren Zustands repräsentieren die digitalen Informationseinheiten Eins und Null.

Ein Beitrag von:

  • Wolfgang Kempkens

    Wolfgang Kempkens studierte an der RWTH Aachen Elektrotechnik und schloss mit dem Diplom ab. Er arbeitete bei einer Tageszeitung und einem Magazin, ehe er sich als freier Journalist etablierte. Er beschäftigt sich vor allem mit Umwelt-, Energie- und Technikthemen.

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.