Nano-Kristalle: Löchrige Lichtleiter informieren schneller

Licht überträgt große Datenmengen wesentlich schneller als mit elektrischer Strom. Darum sind Glasfasernetze etwa fürs Internet so beliebt. Optische Informationsübertragung, beispielsweise in der Telekommunikation, wird zukünftig ebenfalls wesentlich kleinere Funktionseinheiten als heute benötigen.

Elektronenmikroskop-Aufnahme einer Nanostruktur
Funktionale dreidimensionale Photonische Kristalle aus Polymerlatizes. (Foto: Dissertation M. Egen, Universität Mainz, 2003)

Als Kandidaten für diese Weiterentwicklungen kommen photonische Kristalle in Frage.
Sie bestehen im Prinzip aus einer Lochgitter-Struktur zweier Materialien, die sich in ihren optischen Eigenschaften stark unterscheiden.

Durch diese Struktur ist die Ausbreitung des Lichts im Kristall für bestimmte Wellenlängen nicht möglich. Für diese besonderen Kristalle steht die Natur Modell. 

Die Kugelgitterstruktur des schillernden Halbedelsteins Opal oder die Schuppen des Schmetterlingsflügels sind dafür die besten Beispiele. Beide erzeugen Farben des sichtbaren Lichtspektrums ohne jeden Farbstoff.

In der technischen Anwendung findet man industriell hergestellte photonische Kristalle bei optischen Spiegeln und Filtern, in sehr dünnen Lichtleiterkabeln und winzigen Prismen, in Lasern und in Weißlichtquellen (z. B. für Mikroskope) mit der 10.000-fachen Helligkeit der Sonne.

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