Ultrabreitband-Lichtwellensynthese im sichtbaren und UV-Bereich

Das Ziel dieses Projektes ist es, kürzest mögliche Pulse mit höchst möglicher Photonenenergie zu erzeugen. Je breitbandiger das Spektrum, desto kürzer können die Pulse werden. Und diese kurzen Pulse brauchen die Wissenschaftler in vielen Bereichen, von der Physik über die Chemie bis zur Biologie, um ultraschnelle Prozesse beobachten zu können.

Die Entwicklung und Handhabung von Lasern mit so breitem Wellenlängenbereich ist sehr schwierig. Einfache Laserquellen sind außerdem nur in einem relativ kleinen Wellenlängenbereich, bei sichtbarem oder infrarotem Licht vorhanden. Um also einen Laser herzustellen, der Strahlung im UV-Bereich erzeugt, müssen die Physiker tief in die Trickkiste greifen. Sie benutzen einen Laser, der im Sichtbaren emittiert, und bestrahlen damit ein Edelgas (hier Neon). Die Atome des Gases geraten nun in einen angeregten Zustand und emittieren beim Zurückfallen in den Grundzustand UV-Photonen.

Theoretisch kann nun eine bestimmte Reaktion eine Anregungen mit Licht von zwei oder drei verschiedenen Wellenlängen erfordern, einen maßgeschneiderten Puls sozusagen, der durch seinen zeitlichen Verlauf eine ganz bestimmte Reaktion erzeugen kann. Um solche maßgeschneiderten Pulse herzustellen, müssen die Physiker das Licht vollständig kontrollieren können: nur dann ist es möglich, zum Beispiel die Phase einzelner Wellenlängenkomponenten zu ändern und andere auszufiltern. Das stellt erhebliche und ganz neue Anforderungen an alle optischen Teile wie Prismen und die Messgeräte für solche Pulse.