Laserlicht im tiefen Infrarot

Freie-Elektronen-Laser (FEL) sind groß und teuer, dafür liefern sie einzigartiges Licht für Forschung und Entwicklung. Gestern ging im Forschungszentrum Rossendorf am Freie-Elektronen-Laser ein zweiter Undulator erfolgreich in Betrieb, der damit Laserlicht bis in den schwer zugänglichen Bereich des tiefen Infrarots produzieren kann. Ein Undulator ist das Herzstück eines Freie-Elektronen-Lasers, denn er wandelt durch eine spezielle Magnetanordung die Energie der hochenergetischen Elektronen in intensives Laserlicht um.

Der Dresdner FEL deckt nun insgesamt den für uns Menschen nicht sichtbaren Bereich von 3 bis 150 Mikrometer Wellenlänge ab. Dabei ist eine der Stärken aller Freie-Elektronen-Laser, dass die Wellenlänge, also quasi die Farbe des Lichts, frei eingestellt werden kann. Besonderes Interesse haben die FZR-Wissenschaftler am Bereich des tiefen Infrarotlichts, das im Übergangsbereich zwischen Mikrowellen und Infrarot liegt und auch Terahertz-Strahlung genannt wird. An der Erzeugung und Anwendung dieser Strahlung z.B. für die medizinische Diagnostik wird zur Zeit weltweit intensiv geforscht. Während für praktische Anwendungen letztendlich billige, kompakte Quellen nötig sind, braucht man zur Grundlagenforschung auch intensive Quellen - und derzeit gibt es keine anderen starken Terahertz-Strahlungsquellen als die großen und teuren Freie-Elektronen-Laser. Im FZR wird die Terahertz-Strahlung insbesondere eingesetzt, um das dynamische Verhalten von Elektronen in Halbleitermaterialien zu untersuchen und besser zu verstehen. Ein derartiges Verständnis ist wichtig zur Entwicklung von in Zukunft noch schnelleren elektronischen Bauelementen und damit Computern. Der FEL im Forschungszentrum Rossendorf wird übrigens von der EU als Nutzereinrichtung gefördert.

Quelle: Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR)