Wissenschaft aktuell

Laser aus der Faser

Die Lieblings-Fernsehserie im Großformat gestochen scharf auf die Wohnzimmerwand projizieren – dieser Traum von Filmfreunden soll bald Realität werden. Die Schlüsseltechnologie dazu liefert der Laser. Bereits heute gehört er im CD-Spieler und vielen anderen Geräten zum Alltag; dass wir mit dem scharfen Lichtstrahl bisher nicht fernsehen konnten, hat einen einfachen Grund: Ihm fehlte zur Darstellung des gesamten Farbspektrums der blaue Lichtanteil. Erst seit kurzem ist es möglich, Laserlicht zu erzeugen, das auch die Farbe Blau enthält. Die Technologie dafür heißt »Faserlaser mit Doppelfaserkern« und wurde am Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik in Jena von Andreas Tünnermann entwickelt.

Der neuartige Lasertyp besteht aus zwei Glasfaserleitungen, die sich gegenseitig berühren. Durch den einen Strang wird Infrarotlicht geschickt, das sich nach allen Seiten hin ausbreitet, also auch den anderen Faserkern durchdringt. Dieser ist angereichert mit Erbium (oder einem anderen Element der »Seltenen Erden«), das mit dem Infrarotlicht reagiert: Infrarot-Lichtteilchen geben ihre Energie an Elektronen im Erbium ab und katapultieren sie dadurch auf ein höheres Energieniveau; fallen die Elektronen wieder auf ein niedrigeres Niveau zurück, senden sie ein hochenergetisches Lichtteilchen aus – Laserstrahlung entsteht. Das Besondere dieses Vorgangs, den Physiker »Aufwärtskonversion« nennen: Dabei wird erstmals Laserlicht produziert, das das gesamte sichtbare Farbspektrum enthält – also auch das fürs Fernsehen notwendige Blau. Das Laserlicht verstärkt sich auf seinem Weg durch die Glasfaser, gleichzeitig wird es extrem stark gebündelt. Fällt der Strahl auf eine Projektionsfläche, liefert er einen gestochen scharfen Bildpunkt.

Die ganze Technik des künftigen Laser-TVs wird in einem eleganten Beamer stecken, der das Bild dorthin wirft, wo man es haben will. Heißlaufen wie eine Fernsehröhre kann er nicht, denn die große Oberfläche der mehrere Meter langen Glasfaserleitung führt die Wärme gut ab.

Die neue Lasertechnik eignet sich nicht nur fürs Fernsehen. Damit lassen sich auch digitale Bilder mit bisher unerreichter Schärfe auf Papier bringen. Außerdem kann sie in der Medizin eingesetzt werden – etwa für feinste chirurgische Schnitte oder zur mikrometergenauen Bearbeitung von Prothesen. In der Mikroskopie wird sie es erleichtern, Lebensvorgänge im Molekularbereich abzubilden.