Ein spanisches Wissenschaftlerteam hat eine der ersten technischen Anwendungen für akustische Kristalle entwickelt: Mittels einer periodischen Anordnung von Aluminiumstäben gelang es ihnen, Schallwellen im hörbaren Frequenzbereich zu fokussieren. Sie berichten über die Konstruktion dieser akustischen Linse in dem Fachblatt Physical Review Letters (Band 88 Referenznummer 023902).
Akustische Kristalle bestehen aus Objekten mit verschiedenen Brechungsindizes für Schallwellen, die periodisch angeordnet sind. Dies führt in bestimmten Situationen zu der Ausbildung einer sogenannten Bandlücke ? Schallwellen mit Frequenzen innerhalb dieser Lücke können sich nicht durch den Kristall ausbreiten.
Ein spanisches Physikerteam um Jose Sanchez Dehesa von der Universität von Madrid benutzte diese Eigenschaft von akustischen Kristallen zur Realisierung einer akustischen Linse bestehend aus periodischen Anordnungen von Aluminiumzylindern. Der genaue Aufbau der Anordnung ist auf einer Webseite des American Institute of Physics zu sehen.
Akustische Kristalle sind mit den seit Mitte der neunziger Jahre in der Optoelektronik verbreiteten photonischen Kristallen verwandt: Auch dort führt eine periodische Änderung des Brechungsindex in dreidimensionalen Körpern zu der Ausbildung einer optischen Bandlücke.
Photonische Kristalle haben zu einer Revolution in der Optoelektronik geführt. Sie werden als Filter, Wellenleiter und in vielen anderen integrierten optischen Schaltkreisen eingesetzt. Ob akustische Kristalle eine ähnliche Bedeutung in der Manipulation akustischer Wellen erlangen werden, ist noch fraglich.
Stefan Maier
