Terahertz-Laser für kommerzielle Zwecke

Die Philipps-Universität Marburg hat nun ein Verfahren für die Entwicklung von Terahertz-Lasern und optischen Verstärkersystemen zum internationalen Patent angemeldet, das es erlaubt, solche Laser für kommerzielle Zwecke zu bauen. Es zeichnet sich unter anderem dadurch aus, dass die entstehenden Geräte nur wenig Energie benötigen und sich auf einfache Weise steuern lassen.

"Es sollte nun möglich sein", so der Marburger Physiker Professor Dr. Stephan W. Koch, der das Verfahren gemeinsam mit seinem Kollegen Professor Dr. Mackillo Kira erarbeitete, "durch die Wahl geeigneter Halbleitersysteme Verstärker beziehungsweise Laser für einen beträchtlichen Teil des Terahertz-Spektralbereichs zu entwickeln."

Das Prinzip des Verfahrens basiert auf der Erkenntnis, dass sich Halbleiter optisch so anregen lassen, dass es zu einer Besetzungsinversion zwischen exzitonischen Zuständen kommt. Während sich normalerweise mehr Exzitonen auf niedrigen Energieniveaus als auf hohen Energieniveaus befinden, ist dies im Fall der "Besetzungsinversion" genau umgekehrt. In dem Moment nun, in dem die optische Anregung endet, fallen viele Exzitonen von hohen Energieniveaus auf niedrigere Niveaus herunter, nehmen also wieder ihren "Normalzustand" ein. Dabei senden sie Strahlung aus - in diesem Fall Terahertz-Strahlung.

Terahertz-Laser könnten sich zum Beispiel für bildgebende Verfahren in der Medizin, die den Körper nicht durch Strahlen belasten, und für die schnelle Datenübertragung eignen, aber auch für die Untersuchung der Erdatmosphäre und die Astronomie. Sicherheitssysteme an Flughäfen dürften davon ebenso profitieren wie die physikalische Grundlagenforschung, wenn es beispielsweise darum geht, Quantenzustände in Halbleitern zu manipulieren.

COMPAMED.de; Quelle: Philipps-Universität Marburg