Ein japanisch-amerikanisches Forscherteam hat einen Vibrationssensor hergestellt, der ohne elektronische Bauteile auskommt. Der Sensor ist damit sowohl für hohe elektromagnetische Felder als auch radioaktive Strahlung unempfindlich, und kann daher für das Aufspüren von Schäden an Oberflächen in extremen Umgebungen eingesetzt werden.
Der von Minoru Obara und seinen Kollegen hergestellte Sensor weist einen bestechend einfachen Aufbau auf ? er besteht aus nichts weiterem als drei Glasstücken, wobei der mittlere Glasblock auf einem für Vibrationen empfindlichen Balken angebracht ist (siehe
Bild). Wenn der Sensor an einer Oberfläche befestigt ist, werden daher deren Vibrationen über den Balken an das mittlere Glasstück weitergeleitet, so dass dieses ebenfalls in Schwingungen versetzt wird.
Mithilfe eines nur wenige Femtosekunden kurzen Laserstrahls erhöhten die Forscher zusätzlich den Brechungsindex in der Mitte der drei Glasstücke. Auf diese Weise bildete sich in dem Glas ein einer Glasfaser ähnlicher Wellenleiter für sichtbares Licht aus.
Eine herkömmliche Leuchtdiode reichte aus, um Vibrationen des mittleren Glasblocks nachzuweisen, da die Lichtleitung durch den Wellenleiter in periodischer Folge unterbrochen wurde. Mit einem Prototyp detektieren die Forscher bereits Vibrationen mit Frequenzen zwischen 20 und 2000 Hertz.
Die Forscher wollen die Frequenzbandbreite ihres Sensors nun durch Verbesserungen des unterliegenden Balkens noch weiter optimieren und denken bereits über eine kommerzielle Vermarktung nach.
Applied Physics Letters (Band 87 Artikel 051106)
Stefan Maier
