Grazer Forscher weisen EID-Effekt nach

Wenn die Schwingungen passen, dann kann selbst lichtundurchlässige Materie transparent werden. Theoretisch wurde dieses Phänomen - die so genannte Elektromagnetisch induzierte Transparenz [EIT] - schon vor geraumer Zeit berechnet.

Nun ist es einem Physikerteam der Technischen Universität Graz erstmals gelungen, diesen Vibrationseffekt auch im Labor experimentell umzusetzen.

Damit eröffnen sich neue Möglichkeiten der optischen Nachrichtenübertragung, welche die Grundlage beim Bau eines Quantencomputers ist.

Materialien "schlucken" Licht, wenn deren Elektronen auf die Schwingungsfrequenz der Lichtwellen reagieren. Dabei wird die Energie des einfallenden Lichts vom jeweiligen Material in Bewegungsenergie umgewandelt.

TU Graz

Gleichzeitige Einstrahlen von zwei Lasern

Wird diese Schwingung der Elektronen aber verhindert, dann läuft das Licht ungehindert weiter - das Material wird transparent.

"Eine Möglichkeit, die Schwingungen zu verhindern, ist das gleichzeitige Einstrahlen von zwei unterschiedlichen Laserstrahlen. Jeder Strahl für sich kann absorbiert werden, aber die simultane Einstrahlung beider Strahlen bringt die Atome des Materials in einen Zustand, in dem die Elektronen schließlich weder auf die Schwingung der ersten noch der zweiten Lichtwelle reagieren können", erklärte der Grazer Physiker Laurentius Windholz vom Institut für Experimentalphysik der TU Graz.

Der EIT-Effekt ist von der Frequenz [bzw. Farbe] und der Intensität der Lichtwellen abhängig. Für bestimmte Fälle war bisher berechnet worden, dass auch die Phasen der Lichtwellen diesen Effekt beeinflussen können. Nun gelang erstmals auch der experimentelle Beweis.

Institut für Experimentalphysik

Schnellere optische Schalter in Computer-Chips

Die Forscher untersuchten Systeme, bei denen drei oder vier Laserstrahlen mit unterschiedlicher Frequenz eingesetzt wurden.

Das Laserlicht wurde auf eine mit Natrium-Dampf gefüllte Zelle gestrahlt, die das Licht für gewöhnlich bei einer Wellenlänge von 596 Nanometern absorbiert.

Durch gleichzeitiges Einstrahlen von vier Laserstrahlen mit geringen Frequenzunterschieden konnte nun diese Absorption deutlich vermindert werden. Zusätzlich konnte Windholz belegen, dass der Effekt von den Phasen der Lichtwellen abhing.

Die Beeinflussung der Absorption eines Mediums mit Hilfe der Phase eines Lichtfelds könnte Anwendungen für Präzisionsmessungen haben und die Basis für neue Computer-Bauelemente bilden.

Künftig könnten die von den Lichtphasen abhängigen Schaltelemente, wie sie in Computer-Chips verwendet werden, durch schnellere optische Schalter ersetzt werden, so der Forscher.