Tragbare und kostengünstige stochastische Laser für Mikroskopieanwendungen

Laut einer Studie ist dies das erste Mal, dass solche Laser mit elektrischer Energie erzeugt werden

16.02.2022 - Spanien

Unter der Leitung des Spanischen Nationalen Forschungsrats (CSIC) ist es gelungen, eine neue Technik zur Herstellung stochastischer Laser mit Hilfe von elektrischer Energie zu entwickeln, wie in Nature Photonics beschrieben.

Herkömmliche Laser zeichnen sich dadurch aus, dass sie einen kohärenten Lichtstrahl in einer Richtung mit einer genauen Frequenz und Phase aussenden. Im Gegensatz dazu ist die Emission eines stochastischen Lasers inkohärent; sie erfolgt intermittierend in Form von Pulsen, die Strahlen in verschiedenen Richtungen und mit unterschiedlichen Frequenzen und Phasen enthalten.

Der für die Forschung verantwortliche CSIC-Forscher am Institut für Materialwissenschaften in Madrid (ICMM), Cefe López, erklärt, dass "dieser Durchbruch die erste Realisierung von elektrisch betriebenen stochastischen Lasern ist". Das macht den Einsatz dieses Lasertyps billiger und einfacher. "Es kann in einer Aktentasche mitgeführt werden, da es sogar mit einer Batterie betrieben oder an ein Mikroskop angeschlossen werden kann.

Herkömmliche Laser erzeugen aufgrund ihrer Kohärenz einen Speckle-Effekt, der für Mikroskopbilder nicht geeignet ist. Wenn Objekte mit ihnen beleuchtet werden, kommt es zu Interferenzeffekten, die zu Bereichen mit Lichtakkumulation und Bereichen mit Dunkelheit führen, die diesen Effekt verursachen. "Ein stochastischer Laser hat jedoch von Natur aus ein breiteres Spektrum. Das hat zur Folge, dass es keine Fleckenbildung gibt und es sich besser für die Mikroskopie eignet", sagt der CSIC-Forscher.

Um stochastische Laser zu erhalten, war bisher ein weiterer Pumplaser erforderlich, der aufgrund seiner Größe und seines Gewichts schwer zu transportieren war und hohe wirtschaftliche Investitionen erforderte. Mit dieser neuen Technik ist es möglich, einen herkömmlichen Laser so zu modifizieren, dass er mit jeder beliebigen Energiequelle betrieben werden kann. Das Verfahren besteht darin, den konventionellen Laser mit einer Ablationstechnik zu behandeln, bei der die Rauheit eines der Laserspiegel mit einem gepulsten Hochenergielaser verändert wird.

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