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© APA/FRISO GENTSCH

Science
05/26/2020

Forscher entwickeln neuen Hochenergie-Laser

Ein neuer Laser, dessen Lichtimpuls ein Billionstel einer Sekunde dauert, könnte künftig in der Medizin angewandt werden.

Forscher haben einen neuen Laser entwickelt, der große Energieschübe in kurzen Zeitabschnitten freisetzen kann. Genau genommen soll ein Lichtimpuls weniger als ein Billionstel einer Sekunde dauern. „Das macht ihn zum idealen Kandidaten für das Verarbeiten von Materialien, die kurze, starke Impulse benötigen“, sagt Martijn de Sterke vom Institute of Photonics and Optical Science der University of Sydney .

Unter anderem könnte er bei Augen- oder Herzoperationen zum Einsatz kommen. „Eine Anwendung könnte die Hornhautchirurgie sein, bei der Material sanft aus dem Auge entfernt wird“, sagt de Sterke. Da seien starke, aber kurze Lichtimpulse nötig, die sich nicht erhitzen und die Oberfläche schädigen. 

Solitonwellen

Für die Entwicklung des Lasers hat das Forscherteam auf die übliche Lasertechnologie zurückgegriffen, die über sogenannte Solitonwellen funktionieren. Solitonwellen sind Lichtwellen, die ihre Form über lange Distanzen bewahren. Bei einem Lichtimpuls kommt zweimal so viel Energie heraus, heißt es auf Phys.org. Das ist für viele Anwendungen, etwa im biomedizinischen Bereich, jedoch nicht genug Energie. 

Für den neuen Laser haben sich die Forscher auf die zuvor entdeckten "quartischen Solitonwellen" berufen, die mehr Energie liefern. Ist die Pulsdauer demnach halb so lang, multipliziert sich die freigesetzte Energie um den Faktor 8.

Pulsdauer verkürzt

Die Forscher planen, die Pulsdauer von einer Billionstel Sekunde sogar noch weiter zu verkürzen und in den Femtosekundenbereich, also ein Billiardstel einer Sekunde, zu kommen. „Das würde ultra-kurze Laserpulse mit hunderten Kilowatt an Höchstleistung bedeuten“, sagt Studienautor Antoine Runge von der School of Physics. 

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