Hart’s Team kombinierte das Glas Arsen-Triselenid (mit einem Brechungsindex von 2,8) und das Polymer Poly(ether Sulphon) mit einem Index von 1,6. Die Forscher beschichteten ein Polymerlage von beiden Seiten mit dem Glas, und rollten die Kombination mehrfach um ein Zentrum aus Polymer. Daraus entstand die “Vorform” der Faser mit 21 wechselnden Glas-Polymer-Lagen. Diese wurde zu Fasern unterschiedlicher Durchmesser ausgezogen – von 175 bis 500 Mikrometern. Der jeweilige Faserdurchmesser bestimmt über die Dicke seiner dielektrischen Lagen die Reflexionseigenschaften. Die Forscher konnten nachweisen, dass diese Eigenschaften sehr eng mit ihren Berechnungen übereinstimmten. Die Fasern besitzen wenig Verunreinigungen, sind uniform und behalten ihre optischen Eigenschaften auch bei den hohen Herstellungstemperaturen bei. Im Gegensatz zu einigen dielektrischen Spiegeln, die nur auf Licht aus bestimmten Auftreffwinkeln reagieren, sind die Fasern für Licht aus allen Richtungen geeignet.
US-Forschern ist es gelungen, die Eigenschaften von synthetischen Fasern und dielektrischen Spiegeln in starken, Glas-ummantelten Polymerfasern zu kombinieren. Sie sind flexibel und robust genug, um sich zu Stoffen weben zu lassen. Gleichzeitig kann man durch Verändern ihres Durchmessers ihre optischen Eigenschaften maßschneidern. Bei manchen Wellenlängen reflektieren sie mehr Licht als die besten Metallreflektoren, berichten die Forscher im Fachblatt Science. Anwendungsmöglichkeiten reichen von Geweben als Filter oder Strahlenschutz über Bausteine in der Telekommunikation bis zu Geweben, die in teuren Textilien als Erkennungsmarke dienen können.
Dielektrische Spiegel sind empfindlich und teuer in der Produktion. Sie sind vor allem in optischen Kommunikationssystemen weit verbreitet, um Licht ausgewählter Wellenlängen zu reflektieren. Dielektrische Spiegel bestehen aus wechselnden Schichten zweier Materialien mit verschiedenem Brechungsindex – dadurch reflektieren sie nur das Licht im gewünschten Wellenlängenbereich und absorbieren den Rest. Dem Team um Shandon Hart vom Massachusetts Institute of Technology gelang es nun, dielektrische Spiegel flexibler als flexible Fasern und vor allem günstiger herzustellen.
Dörte Saße
