Licht für neue Anwendungen in Form bringen Physiker koordinieren

URL: http://www.uni-jena.de/Forschungsmeldungen/FM161018_NanoFilme.pdf
Licht für neue Anwendungen in Form bringen
Physiker koordinieren neuen Forscherverbund zu Photonischen
Nano-Filmen
Foto: Jan-Peter Kasper
Labor im "Abbe Center of Photonics" (ACP): Die Physikerin Dr. Isabelle Staude koordiniert das
neue Verbundprojekt "Nano-Film - Photonische Nano-Filme mit umfassender optischer
Funktionalität", an dem Forscher aus Jena, Aachen, Bonn und Berlin beteiligt sind.
Ob in der Virtual-Reality-Brille, im Head-up-Display im Auto oder als Hologramm-Projektor - Licht
und Lichtquellen dienen heute längst nicht mehr allein zur Beleuchtung von Räumen oder
Apparaturen. Licht in unterschiedlichster Form ist vielmehr Präzisionswerkzeug, Messinstrument
und Informationsträger.
"Doch oft sind die optischen Systeme, mit denen komplexe Lichtfelder erzeugt werden, technisch
sehr aufwendig, unhandlich und teuer", sagt Dr. Isabelle Staude von der
Friedrich-Schiller-Universität Jena. Das möchten die Physikerin und ihr Team jetzt ändern:
Licht für neue Anwendungen in Form bringen
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Gemeinsam mit Kollegen des Instituts für Angewandte Physik (IAP) der Uni Jena, der RWTH
Aachen, der Humboldt-Universität zu Berlin und der Universität Bonn haben sie ein Verbundprojekt
gestartet. Ihr Ziel: Licht für eine Vielzahl neuartiger Anwendungen in maßgeschneiderte Form zu
bringen. Das Konsortium unter Federführung der Universität Jena hat Anfang Oktober offiziell
seine Arbeit aufgenommen. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das
Projekt mit dem Titel "Nano-Film - Photonische Nano-Filme mit umfassender optischer
Funktionalität" in den kommenden drei Jahren mit knapp zwei Millionen Euro.
Winzige Antennen lenken das Licht durch den Nano-Film
"Wir setzen auf ein völlig neues Konzept photonischer Bauelemente", sagt Dr. Staude, die
Projektkoordinatorin ist und gemeinsam mit Prof. Dr. Thomas Pertsch vom IAP ein Teilprojekt
bearbeitet. Die Grundlage der neuartigen optischen Systeme sind nanostrukturierte Filme. Solche
nur wenige Nanometer (Millionstel Millimeter) dünnen Schichten aus unterschiedlichen Materialien
sind aus unzähligen winzigen "Antennen" aufgebaut - Nanostrukturen, die mit lithographischen
Verfahren hergestellt werden und die komplexe Lichtfelder mit klar definierten und vor allem
maßgeschneiderten Eigenschaften erzeugen können. Solche nanostrukturierten Filme seien
bereits seit einigen Jahren in der Entwicklung. "Wir wollen dieses Konzept nun noch weiter
voranbringen", erläutert Dr. Staude ein Projektziel. So sei die Idee, die Lichtquellen direkt in die
Filme zu integrieren und die resultierenden Eigenschaften aktiv modulierbar zu machen.
Mit solchen Filmen lassen sich unterschiedliche makroskopische optische Systeme wie Linsen
nachbauen - die sind ebenso präzise aber um ein Vielfaches leichter und flexibler. Dafür bringen
die Mitglieder des Forschungsverbundes Expertisen für ganz unterschiedliche Materialien und
Aspekte der Nanooptik ein. Während Prof. Dr. Stefan Linden von der Universität Bonn etwa den
Schwerpunkt seiner Forschung auf metallische Nano-Filme legen wird, wollen Dr. Staude und ihre
Jenaer Kollegen vor allem Dünnschichtfilme aus Silizium und Lithiumniobat untersuchen. Prof. Dr.
Thomas Taubner von der RWTH Aachen bringt das Know-how für Phasenwechselmaterialien mit,
Prof. Dr. Oliver Benson von der Humboldt-Universität zu Berlin konzentriert sich auf die Kontrolle
der Lichtemission in Nano-Filmen. Theorieunterstützung erhält der Verbund durch Prof. Dr. Kurt
Busch, ebenfalls von der Humboldt-Universität zu Berlin.
Anwendungspotenziale in Mikroskopen, Nachsichtgeräten und Displays
Auch wenn es aktuell um die Grundlagen neuer optischer Komponenten geht, haben die
Verbundpartner bereits branchenübergreifende Anwendungspotenziale ihrer Nano-Filme im Visier.
"Solche Systeme lassen sich beispielsweise für Sensoren, neue Mikroskopieverfahren oder für
Nachtsichtgeräte nutzen", sagt Dr. Staude. Weitere mögliche Einsatzbereiche ergeben sich in der
Mensch-Maschine-Interaktion, z. B. in Form hochintegrierter Displayanwendungen. "Dafür stehen
wir bereits im Kontakt mit mehreren interessierten Unternehmen, um durch kontinuierlichen
Austausch und direktes Feedback die industrielle Verwertbarkeit unserer Forschungsergebnisse
sicherzustellen."
Kontakt:
Dr. Isabelle Staude
Institut für Angewandte Physik der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Abbe Center of Photonics
Albert-Einstein-Str. 6, 07745 Jena
Tel.: 03641 / 947566
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E-Mail: [email protected]
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