Metalinse verdoppelt Frequenz

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Mit Leuchtstoffen kann kurzwelliges blaues und ultraviolettes in weniger energiereiches langwelligeres rotes, gelbes und grünes Licht gewandelt werden. Umgekehrt ist es schwieriger. Doch eine neue Linse aus speziell strukturiertem Material kann nun Infrarot in Violett wandeln und so sichtbar machen.

So genannte Meta-Linsen funktionieren zwar wie normale Linsen und bündeln Licht, sind aber flach. Die Linsen sind über die gesamte Oberfläche betrachtet gleich dick. Dadurch können sie etwa 40-mal dünner sein als ein menschliches Haar. Sie bestehen auch nicht aus Glas.

Bei Meta-Linsen lenken spezielle Strukturen auf der Oberfläche das Licht ab. Diese Strukturen sind nur wenige hundert Nanometer groß. Ein Nanometer ist ein Milliardstel Meter. Kombinieren Forschende die Nanostrukturen mit speziellen Materialien, können sie eine nichtlineare Optik entwickeln, bei der Licht von einer Farbe in eine andere umgewandelt wird. Grüne Laserpointer funktionieren nach diesem Prinzip.

Ein übliches Material für solche Effekte ist Lithiumniobat (LiNbO₃). Es wird in der Telekommunikation zur Kopplung von Elektronik und Glasfasern verwendet.

Rachel Grange, Professorin am Institut für Quantenelektronik der ETH Zürich, erforscht die Fabrikation von Nanostrukturen aus diesem Material. Nun haben sie und ihr Team dazu ein neues Verfahren entwickelt. Dieses erlaubt es ihnen, Lithiumniobat so zu bearbeiten, dass es als Meta-Linse funktioniert. Die Studie wurde in der Fachzeitschrift Advanced Materials veröffentlicht.

DL2MCD

Überarbeitung: Red. FA/-rd