Wellen in V-Formation: Zum ersten Mal ist es Forschern gelungen, eine Kielwelle aus lichtähnlichen Wellen auf einer Metalloberfläche zu erzeugen. Diese Plasmone bildeten nicht nur das typische V-Muster, sie ließen sich auch gezielt durch den Winkel des einfallenden Lichts manipulieren. Diese Technik könnte ganz neue Anwendungen im Bereich der Nanooptik ermöglichen, wie die Forscher im Fachmagazin „Nature Nanotechniology“ berichten.
Ob ein Boot über das Wasser rast oder ein Düsenjet die Schallmauer durchbricht – beide ziehen eine Spur aus charakteristischen Wellen hinter sich her. Diese V-förmige Wellenzone entsteht immer dann, wenn sich etwas schneller durch ein Medium bewegt als die Wellen, die es erzeugt. Auch das Licht kann solche Kielwellen bilden. Denn obwohl im Vakuum nichts schneller sein kann als das Licht, kann in speziellen Medien durchaus etwas schneller sein und eine Kielwelle aus Licht hinter sich herziehen.
Kielwelle auf Goldfolie
Wie dies praktisch möglich ist, haben nun Patrice Genevet von der Harvard University und seine Kollegen in einem Experiment belegt. Dafür nutzten sie eine dünen Goldschicht, in die winzige Schlitze unterschiedlicher Ausrichtung eingeätzt waren. Abstand und Richtung der Schlitze waren so berechnet, dass sie die Phase des einfallenden polarisierten Lichts auf spezielle Weise beeinflussten.
Fällt nun ein Strahl zirkular polarisierten Lichts auf dieses Metamaterial, löst dies eine schnelle Bewegung von Ladungen auf der Oberfläche aus. Diese bewegt sich schneller als der Lichtstrahl und hinterlässt daher hinter sich ein V-förmiges Muster aus lichtähnlichen Oberflächenwellen, sogenannten Plasmons. Diese sind allerdings normalerweise nicht sichtbar. „Um sie zu sehen, nutzten wir eine Technik, die die Plasmons per Glasfaseroptik aufnimmt und dann daraus ein Bild erzeugt“, erklärt Antonio Ambrosio von der Universität Neapel.
