Laser erzeugen einfarbiges, aber kein weißes Laserlicht – ihr Lichtspektrum ist zu schmal. Jetzt haben Physiker eine Methode entwickelt, die schmalbandige Laserpulse auf neue Weise in breitbandiges, weißes Laserlicht umwandelt – mithilfe von Wasser. In Kombination mit einem nichtlinearen optischen Kristall weitet das Wasser das Laserlicht spektral auf, gleichzeitig schützt es die nichtlineare Optik vor der hohen Intensität des Ausgangslasers. Die so erzeugten weißen Laserpulse können unter anderem Analysen ultraschneller Prozesse ermöglichen.
Laser sind aus unserer modernen Technik nicht mehr wegzudenken. Ihr kohärentes, einfarbiges und stark gebündeltes Licht ermöglicht eine Vielzahl von Anwendungen – von Materialanalysen über die Datenübertragung bis hin zur LIDAR-Laservermessung von Landschaften. Es gibt jedoch auch Anwendungen, die einen eher breitbandigen Laserstrahl benötigen, darunter bestimmte Sensoren, aber auch spektroskopische Analysemethoden.
Von einfarbig zum Breitband-Spektrum
Um die gewünschte Breitband-Laserstrahlung zu erzeugen, nutzen Physiker bisher meist nichtlineare Optiken aus Feststoffen wie speziellen Glasfasern oder Kristallen. Diese können das Laserlicht durch ihre Lichtbrechung aufspalten und so dessen anfangs schmales Spektrum aufweiten. Bei der Erzeugung dieser Supercontinuum-Emission geht jedoch viel Energie verloren, gleichzeitig kann der Ausgangslaser nicht beliebig hochgeregelt werden, weil dann die nichtlinearen Optiken Schaden nehmen.
Eine effizientere Alternative stellen nun Lihong Hong vom Staatlichen Labor für Hochfeld-Laserphysik in Schanghai und seine Kollegen vor: Sie haben einen nichtlinearen optischen Kristall dafür einfach mit Wasser kombiniert. „Flüssigkeiten wie Wasser können hohen Pulsenergien widerstehen, was das Problem der für Feststoffe typischen optischen Schäden behebt“, erklären die Physiker. Dazu kommt, dass die Lichtbrechung im Wasser dazu beiträgt, das Spektrum des Ausgangs-Lasers aufzuweiten.
