Der akustische Kollege des Laser

Von den verschiedenen Konzepten für die Herstellung eines akustischen Kollegen des Lasers ? ein so genannter SASER (sound amplification by stimulatied emission of radiation) ?, die schon seit mehreren Jahren erprobt werden, unterscheidet sich das von Anthony Kent von der Universität von Nottingham und seinen Forscherkollegen entwickelte Prinzip durch seine Einfachheit aus: Das Herzstück des SASERs ist eine abwechselnde Folge dünner Halbleiterschichten, wie sie in der Mikroelektronik zur Erzeugung von optischer Terahertzstrahlung angewendet wird (siehe Schema).

Kent hat nun herausgefunden, dass sich in dieser Schicht auch Schallwellen mit Frequenzen im Terahertzbereich verstärken lassen. Wenn eine derartige Welle durch die Schicht wandert, so werden die Atome der Halbleiter zu Gitterschwingungen angeregt. Diese auch Phononen genannten Schwingungen können dann selbst die Ausstrahlung von Schallwellen anregen. Wenn diese mit der ursprünglichen Welle phasengleich sind, so findet eine Verstärkung von deren Amplitude statt.

Im Prinzip gleicht dieses Verfahren also der Verstärkung von Licht in einem Laser. Ein großer Unterschied besteht allerdings noch: Während Laser elektromagnetische Strahlung in einem sehr kleinen Frequenzbereich aussenden, verstärkt der SASER derzeit noch Schallwellen mit vielen verschiedenen Frequenzen ? der Ultraschall gleicht in gewisser Weise einem lauten Knall. Kent will nun sein Verfahren weiter verbessern, um den Frequenzbereich, über den Verstärkung stattfindet, zu verkleinern. Dann könnte der SASER möglicherweise zur Modulierung von Lichtwellen in optoelektronischen Geräten für die Telekommunikation benutzt werden, hoffen die Forscher.