Siliziumchip verlangsamt Lichtpulse um ein Hundertfaches
Wissenschaftler der Stanford-Universität in Kalifornien haben einen photonischen Kristall hergestellt, der die Ausbreitungsgeschwindigkeit von Lichtpulsen um den Faktor Hundert herabsetzen kann. Dies könnte die Herstellung hochsensibler Sensoren oder energiearmer Laser beträchtlich erleichtern. Darüber berichten die Forscher im Fachmagazin Applied Phyiscs Letters (Band 86 Artikel 111102).
Der von Jelena Vuckovic und ihren Kollegen hergestellte photonische Kristall bestand aus einer dünnen Siliziumplatte, in die etwa 400 Nanometer große Löcher eingeätzt wurden. Die Löcher waren dabei in einem Abstand von 500 Nanometern in einem regelmäßigen Gittermuster platziert. Dies führte zur Ausbildung einer so genannten optischen Bandlücke – einem Frequenzbereich, in dem sich Licht nicht durch den Kristall ausbreiten konnte.
Die Forscher stellten dann einen weiteren Chip her, in dem einige Löcher im Vergleich zu ihren angestammten Gitterplätzen verschoben waren. Auf diese Weise konnte Licht der verbotenen Frequenzen an diesen "Defektstellen" quasi für kurze Zeit gespeichert werden. Somit breitete sich ein Lichtpuls gradlinig über die verschiedenen Defekte hinweg, die in einer Reihe angeordnet waren, durch den Kristall aus.
Die Geschwindigkeit der Impulsausbreitung war allerdings sehr gering, um etwa einen Faktor Hundert unterhalb der Lichtgeschwindigkeit in Silizium. Derartig langsames Licht kann für eine Vielzahl interessanter Anwendungen nutzbar gemacht werden, da die Wechselwirkung des Lichts mit Materie dadurch deutlich erhöht wird. Vuckovic will nun optisch aktive Elemente in ihren Chip einbauen, um auf diese Weise einen energiearmen Laser herzustellen.
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