Besser als Ultraschall soll in Zukunft ein Terahertz-Laser das innere Gewebe von Patienten sichtbar machen. Italienische und britische Physiker entwickelten nun erstmals diese Strahlungsquelle, deren elektromagnetische Wellen mit einer Frequenz rund Tausend Milliarden Mal pro Sekunde schwingen. Dieser Bereich zwischen Infrarotstrahlung und den Mikrowellen wurde im elektromagnetischen Spektrum lange vernachlässigt.
Nanometer dünne Schichten aus Galliumarsenid und Aluminium-Galliumarsenid bilden das Herzstück des Prototypen, den die Forscher von der Scuola Normale Superiore in Pisa mit Kollegen aus Turin und Cambridge in der Fachzeitschrift Nature (Vol. 417, S. 156) beschreiben. Durch unterschiedliche Schichtdicken der beiden Halbleiter-Materialen passten die Forscher die Energie-Niveaus für die Elektronen so an, dass die Elektronen beim Herabfallen auf ein niedrigere Energiestufe Terahertz-Strahlung aussendeten. Bisher werden diese Halbleiter für den Bau von Laser im sichtbaren und infraroten Strahlungsbereich verwendet.
Neben medizinischen Anwendungen können sich die Physiker auch einen Einsatz ihres Terahertz-Lasers in der Telekommunikation, der Astronomie und bei der Untersuchung von chemischen Substanzen vorstellen. Frühere Versuche, einen Terahertz-Laser zu verwirklichen, basierten auf der geschickten Mischung von zwei Strahlen aus Infrarot-Lasern. Doch mit der neuen Methode könnten Terahertz-Laser einfacher aufgebaut werden und einen breiteren technischen Einsatz ermöglichen.
Jan Oliver Löfken
