Bell Labs erweitern Laser-Spektrum von QC-Geräten

Wissenschaftlern der Bell Labs ist es gelungen, einen Halbleiter-Laser zu bauen, der Licht bis weit hinein in das Infrarotspektrum aussendet. In diesem Bereich war es bisher sehr schwer, einen Laser zum Laufen zu bringen. Bei der Versuchsanordnung handelt es sich um den Halbleiterlaser mit der größten Wellenlänge, der bisher aus handelsüblichen Materialien für Hochleistungs-Quantum Cascading (QC)-Laser gebastelt wurde. Anwendungsgebiete des neuen Lasers könnten hochsensible chemische Analysen und Diagnose-Anwendungen sein.

„Mit solchen Lasern könnten winzige Spuren von Verunreinigungen in der Stratosphäre entdeckt werden oder sie könnten in der Medizin zum Einsatz kommen“, sagte der Vizepräsident Forschung der Bell Labs, Federocp Capasso. „Sie können chemische Verbindungen auch noch nachweisen, wenn es sich dabei um wenige Parts per Billion handelt.“

Obwohl das vom Laser ausgesandte Licht für das bloße Auge unsichtbar ist, dient es als Werkzeug zur Analyse im elektromagnetischen Spektrum und ist ideal für spektrospkopische Analysen. Zu dem Effekt kommt es, weil interne Schwingungen und Rotationen von Gasmolekülen sehr gut zu der Frequenz von Infrarot-Licht passen. Wenn das Licht von Infrarotlaserern durch Gasmoleküle schießt, absorbieren die Atomketten die Strahlen teilweise. Die unverwechselbaren „Fingerabdrücke“ der Gase machen sie dann identifizierbar.

„Dadurch kommen wir einen gewaltigen Schritt dabei voran, chemische Inhalte von jeglicher Mixtur mithilfe von Infrarotquellen zu bestimmen“, sagte Richard Zare vom chemischen Institut der Stanford University. „Das Tolle dabei ist, dass Quantum Cascading-Laser kompakte, robuste Infrarot-Lichtquellen für die chemische Analyse im erschwinglichen Massenmarkt werden.“

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