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Aktuelle Meldungen bei MM-Physik 26. Sept. 2001 © email: Krahmer |
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Pressemitteilung Universität Stuttgart, 25.09.2001 Stuttgarter Physiker entwickeln neues hochpräzises Interferometer 500-fache Genauigkeit Von: Dr. Ulrich Engler
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Prof. Tilman
Pfau und Dr. Yuri Ovchinnikov vom 5.
Physikalischen Institut der Universität Stuttgart haben
die Fachwelt mit einer Arbeit in der renommierten
Fachzeitschrift Physical Review Letters überrascht. Die
in ihrem Beitrag beschriebene Technologie eines Multimoden
Wellenleiter-Interferometers (multimode
waveguide interferometer, MWI) wird die Messung kleinster
Größen um den Faktor 500 verbessern. Mit der nun
erreichten Meßgenauigkeit können kleinste
Entfernungsunterschiede aufgespürt werden, die um ein
Vielfaches geringer sind als die zur Messung eingesetzte
Wellenlänge des Lichtes. Darüber hinaus ist das
neuartige Interferometer auch als optischer Schalter für
moderne Kommunikationseinrichtungen einsetzbar.
Interferometer nutzen die Welleneigenschaften des
Lichtes, um auch äußerst geringfügige
Längenunterschiede meßbar zu machen. Mit einem
Interferometer wurden in den Anfängen der Physik die
genaue Länge des Normalmeters und die
Lichtgeschwindigkeit gemessen. Überall dort, wo es um
die genaue Messung auch der kleinsten Unterschiede, etwa
im Nano- und Halbleiterbereich, aber auch bei den
Entfernungs- und Größenmessungen im astronomischen
Bereich geht, sind Interferometer bis auf den heutigen
Tag die unverzichtbaren Instrumente der modernen Physik.
Die bisherigen Interferometer arbeiten alle nach einem
Grundprinzip: ein Lichtstrahl wird aufgespalten und die
beiden Strahlen verfolgen unterschiedliche Bahnen, bevor
sie auf einem Schirm wieder zusammenkommen. Ist der
zurückgelegte Weg gleich, fügen sie sich wieder zu
einem kohärenten Lichtstrahl zusammen. Gibt es aber
unterschiedlich lange Wege, so zeigen sich diese in den
Interferenzen im Spektrum des zusammengeführten Lichtes,
also in einer Reihe von dunklen Strichen mit
signifikanten Abständen, aus denen die Entfernungen oder
Dicken des gemessenen Objektes abgelesen werden können.
Der maximale Abstand zwischen den Strichen kann dabei
nicht kleiner sein als eine halbe Wellenlänge des
eingesetzten Lichtes. Das Stuttgarter Interferometer MWI
funktioniert anders. Pfau und Ovchinnikov benutzen den
Strahl eines Helium-Neon Lasers, der zwischen zwei
parallele Spiegel eingespeist wird. Das Licht kann nun je
nach dem Winkel, mit dem es eingespeist wird, mehrere
Wege gehen, die sich überlappen und komplexe
Interferenzmuster bilden. Dabei konnten bereits Muster
von einem Neuntel der eingesetzten Wellenlänge ermittelt
werden. Jetzt, da die prinzipielle Grenze bisheriger
Interferometer unterschritten ist, arbeiten die
Stuttgarter Physiker daran, den Aufbau zu modifizieren,
um die Meßgenauigkeit noch weiter zu steigern. Prof.
Pfau und sein Kollege Dr. Ovchinnikov arbeiten bereits
seit Anfang des vergangenen Jahres an dem Experiment, das
zum Gebiet der klassischen Optik zählt. "Erst
allmählich ist uns klar geworden", sagt Prof. Pfau,
"daß wir ein neues Interferometer entwickelt
haben." "Aber das MWI ist nicht nur als
Meßinstrument einsetzbar," ergänzt der Stuttgarter
Photonik-Experte, der das MWI bereits patentieren ließ.
"Auch als optischer Schalter in modernen
Kommunikationstechnologien könnte unsere Entwicklung in
Zukunft Verwendung finden." Weitere Infos unter: |
