Optik: Neue Quelle für kohärentes Licht?

Wissenschaftler in den USA schlagen eine neue Methode vor, um kohärentes Licht zu erzeugen. Anhand theoretischer Berechnungen und experimenteller Simulationen stellten sie fest, dass ein mechanischer Schock in einem dielektrischen Kristall – wie Kochsalz – Strahlung mit dem charakteristischen sehr engen Frequenzbereich erzeugt.

Kohärentes Licht aus geschocktem Kochsalzkristall | Diese Simulation der Moleküldynamik eines geschockten Kochsalzkristalls zeigt die Emission von kohärentem Licht mit einer Frequenz von 22 Terahertz. Im linken Bild ist die Lichtemission über die Zeit dargestellt, in der sich die Schockwelle in dem Kristall ausbreitet. Die rechte Abbildung zeigt die erzeugte Strahlung in Abhängigkeit von dem Ort: Das kohärente Licht entsteht offenbar an der Schockfront.

Die Forscher um Evan Reed vom Massachusetts Institute of Technology und dem Lawrence Livermore National Laboratory beschäftigen sich eigentlich mit den Eigenheiten von Schockwellen in Kristallen. Als sie die Ausbreitung der Wellen in einem Kochsalzkristall analysierten, entdeckten sie plötzlich schwaches, aber messbares kohärentes Licht, dessen Frequenz von der Geschwindigkeit der Schockwelle und dem Kristallgerüst bestimmt wird. Die Strahlung lag im Bereich von ein bis hundert Terahertz, und damit die Wellenlänge im Infrarotbereich. Die Strahlung entstehe durch die synchrone Bewegung vieler Atome, wenn sich die Schockwelle im Kristall ausbreite, so die Wissenschaftler.

Warum Kollegen nicht schon früher auf diese Quelle gestoßen seien, erklärt Reed ganz einfach: Dieser Frequenzbereich werde normalerweise nicht überprüft und geschockte Kristalle wären auch keine nahe liegenden Kandidaten für die Suche nach Alternativen zu Lasern und Freie-Elektronen-Lasern. Diese sind bislang die einzigen Quellen für kohärentes Licht.