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Neues aus der Welt der Wissenschaft |
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Forscher entwickeln akustischen "Laser" |
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| | | Englische und ukrainische Physiker haben ein akustisches Gegenstück zum Laser konstruiert. Mit dem so genannten SASER werden keine kohärenten Lichtwellen, sondern vielmehr Schallwellen hergestellt. Das Gerät arbeitet allerdings zurzeit noch relativ unsauber: Es erzeugt Schallwellen vieler verschiedener Frequenzen. |
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Das berichtet ein Team um Anthony Kent von der University of Nottingham.
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Die Studie "Acoustic Phonon Emission from a Weakly Coupled Superlattice under Vertical Electron Transport: Observation of Phonon Resonance" von A. J. Kent et al. erschien in den Physical Review Letters (Bd. 96, 215504, doi: 10.1103/PhysRevLett.96.215504). |
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 Abstract |
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Laser und seine Verwandten |
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Was ein Laser ist, wissen die meisten Menschen: Eine Vorrichtung, mit der sich kohärente Lichtwellen herstellen lassen. Im Akronym "LASER" ("Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation") stecken auch die wichtigsten physikalischen Schritte dieses Prozesses, nämlich die so genannte stimulierte Emission, die wiederum eine Lichtverstärkung nach sich zieht.
Etwas exotischer, aber dennoch nicht ganz unbekannt ist der so genannte MASER: Das Wirkungsprinzip ist im Wesentlichen dasselbe, nur werden eben keine Licht-, sondern Mikrowellen im Frequenzbereich von 100 kHz bis 100 GHz hergestellt.
Durch die Arbeiten von Anthony Kent und seinen Kollegen hat nun die ASER-Familie erneut Zuwachs bekommen. Der SASER ist das akustische Analogon zum Laser, das Akronym heißt daher ausgeschrieben "Sound Amplification by Stimulated Emission of Radiation". Die Idee, einen SASER zu bauen, ist freilich nicht ganz neu und wurde in den letzten Jahren bereits von mehreren Forscherteams (teil-)realisiert.
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Terahertz möglich |
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Neu am Ansatz von Kent und Co. ist vor allem dessen Einfachheit. Die britischen und ukrainischen Forscher fanden heraus, dass beim Transport von Elektronen in einer Folge dünner Halbleiter so genannte Phononen - die Quanten des Schalls - entstehen.
Die Phononen erzeugen, ähnlich der Lichtverstärkung beim Laser, unter bestimmten Bedingungen neue Schallquanten im Ultraschallbereich, wodurch die Amplitude der Welle verstärkt wird (Bild rechts unten).
Allerdings funktioniert die Verstärkung noch nicht so sauber, dass man von einem reinen Ton (der als Ultraschallwelle ohnehin nicht hörbar ist) sprechen könnte. Der SASER produziert bislang ein relativ breites Spektrum verschiedener Frequenzen.
Die Forscher um Kent glauben, dass sie mit ihrer Vorrichtung bis in den Terahertzbereich vordringen können. Das würde den SASER auch für Anwendungen in der Optoelektronik interessant machen.
[science.ORF.at, 9.6.06]
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01.01.2010 |
