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Nanoschicht: Glas mit eingebauter Tarnkappe

Winzige Säulen im Nanometerbereich machen ein neues Glas praktisch komplett lichtdurchlässig und frei von Spiegelungen. Es könnte sich für Hochleistungslaser eignen.
Optische Linse (ohne die Antireflexbeschichtung)Laden...

Eine neue Glasoberfläche ist praktisch unsichtbar: Wie eine Max-Planck-Forschergruppe aus Heidelberg und Stuttgart berichtet, lasse sie 99,8 Prozent des einfallenden Lichts passieren, gerade einmal 0,015 Prozent würden reflektiert. Möglich macht das ein Wald aus winzigen Säulen, der in die Oberfläche geätzt wird.

Das Team um Zhaolu Diao deponiert dazu winzige Goldpartikel auf dem Glas. Sie wirken im anschließenden Ätzvorgang wie eine Maske – während sich die Ätzlösung ins Material frisst, bleibt unterhalb der regelmäßig angeordneten Klümpchen eine Säule stehen. Diese bereits länger bekannte Technik sorgt dafür, dass Licht bestimmter Wellenlängen nahezu verlustfrei durch den Rest des Glases geleitet wird. Die Wissenschaftler konnten den Prozess nun so weit verbessern, dass ein immer größerer Wellenlängenbereich erfasst wird, bis hin zum nahen Infrarot. Entscheidend sei gewesen, die Säulen deutlich zu verlängern. Erst bei annähernd zwei Mikrometern wirken sie sich auch auf den Nahinfrarotbereich aus.

Antireflexglas (links), herkömmliches Glas (rechts)Laden...
Antireflexglas (links), herkömmliches Glas (rechts) | Dank einer mit mikroskopischen Säulen bestandenen Oberfläche lässt ein Glas nahezu alles Licht passieren. Der Durchmesser der Abbildungen beträgt jeweils 25 Millimeter. Die beiden oberen Bilder wurden unter einem Beobachtungswinkel von 0 Grad aufgenommen, die beiden unteren unter einem Winkel von 30 Grad. Die Prozentangaben beziehen sich auf die Transmission (oben) beziehungsweise die Reflexion (unten).

Wie sich die Oberflächenstrukturierung auf den optischen Eindruck auswirkt, zeigen Aufnahmen der rund zwei mal zwei Zentimeter großen Prototypen aus Quarzglas: Legt man sie beispielsweise auf ein bedrucktes Stück Papier, erscheint bei der direkten Draufsicht der Untergrund unter dem Glas nahezu genauso hell wie außerhalb dieses Bereichs. Betrachtet man herkömmliches Glas aus einem schrägen Winkel, können sich Lichtquellen so stark darin spiegeln, dass der Untergrund nicht mehr erkennbar ist. Das speziell präparierte Glas hingegen erlaubt selbst dann noch den Blick auf das darunter befindliche Motiv.

Die Forscher hoffen ihre Technik zunächst beim Bau von Hochleistungslasern einzusetzen. Dank der hohen Lichtdurchlässigkeit würde weniger Energie durch Reflexion verloren gehen. Insbesondere bei Infrarotlasern sei das lohnend, da existierende Antireflexbeschichtungen in diesem Bereich ihre Schwachstelle hätten. Aber auch für Bildschirme oder Objektive könnte sich die Oberflächenbehandlung lohnen. Sie lasse sich auch auf gekrümmten Gegenständen anbringen und sei vergleichsweise unempfindlich gegenüber Berührungen und Verunreinigung.

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