Flüstergalerie für Lichtwellen: Physikern ist es gelungen, hochfrequenten Schall und Lichtwellen auf stabile Weise zu koppeln. Bei diesem als Brillouin-Streuung bezeichneten Effekt sorgen Wechselwirkungen zwischen den mechanischen und optischen Wellen für eine Verstärkung des Lichts. Dank eines speziellen Aufbaus konnten die Forscher diese Verstärkung nun bei sehr viel höherfrequentem Schall als bisher erzielen.
Bei optischen Verstärkern in Glasfaserkabeln wird diese Kopplung von Licht und Schall schon länger eingesetzt: Akustische Gitterschwingungen in bestimmten Kristallen treten dabei mit den Lichtwellen der Lasersignale in eine Wechselwirkung. Resonanzeffekte lösen dann eine Übertragung von Energie aus, die das Laserlicht in eine Richtung streut und dadurch verstärkt. Bisher allerdings funktionierte diese Brillouin-Streuung nur mit Schallwellen im Bereich von 20 bis 100 Megahertz.
Flüstergalerie für Licht
Jetzt jedoch ist es Georg Enzian von der University of Oxford und seinem Team gelungen, diese Grenze auszuweiten. Sie haben eine stabile Kopplung von Licht und Schall noch bei hochfrequentem Schall von elf Gigahertz erzielt. „Diese starke Kopplungs-Regime zu erreichen, war ein aufregender Moment für uns „, sagt Enzian.
Gelungen ist dies den Forschern mithilfe einer speziellen Glasstruktur. Sie ähnelt auf den ersten Blick zwei Glasstäbchen, die über eine rundliche Engstelle miteinander verbunden sind. Diese ringförmige Nahtstelle jedoch ist die entscheidende Komponente, wie die Wissenschaftler erklären. Denn sie wirkt als Resonator: Ähnlich wie manche architektonische Bauten geflüsterte Worte verstärken und weiterleiten, kann diese „Flüstergalerie“ im Mikromaßstab Licht und Schall manipulieren.
