Atominstitut
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Prof. Dr. Arno Rauschenbeutel
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TU Wien - Atominstitut
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Austria

Einführung

Glasfasern spielen zur Führung und Kontrolle von Licht in vielen Bereichen des Lebens eine wichtige Rolle: Durch ihre enorme Kapazität für die Datenübertragung sind sie zum Rückgrat der Informationsgesellschaft geworden. Aber auch in der Medizin und in der Industrie haben Glasfasern zahlreiche Anwendungen. Doch trotz der weiten Verbreitung und des erfolgreichen Einsatzes von Glasfasertechnologie ist die Entwicklung und Optimierung von neuartigen Glasfasern immer noch ein höchst aktives Forschungsfeld, in dem in neuester Zeit eindrucksvolle Fortschritte erzielt wurden. So erlauben es zum Beispiel „photonische Fasern“, eine Reihe von Beschränkungen zu überwinden, die der konventionellen Faseroptik gesetzt sind. Die hierdurch eröffneten technischen und wissenschaftlichen Möglichkeiten gaben der Forschung an und mit optischen Fasern neue Impulse und haben ein Wettrennen eingeleitet, mit Glasfasern in immer extremere Einsatzbereiche vorzustoßen.

In diesem Zusammenhang haben wir es erreicht, mit Hilfe von speziellen Glasfasern in den Bereich der Quantenphysik vorzustoßen. Genauer stellen wir eine quantenmechanische Kopplung von Licht und Materie (Atomen, Molekülen, etc.) an der Oberfläche von ultradünnen Glasfasern her. Je nach Anwendung reicht der Durchmesser der Glasfasern hierbei von einigen zehn Mikrometern bis hinunter zu einigen hundert Nanometern, wobei der starke räumliche Einschluss des Lichts wie eine extreme Fokussierung wirkt und die Licht–Materie Wechselwirkung verstärkt. Eine solche starke Kopplung von Licht und Materie mittels Glasfasern eröffnet eine Reihe von neuen Möglichkeiten. Potenzielle Anwendungen umfassen den ultrahochempfindlichen Nachweis von Molekülen, chemische und biologische Nano-Untersuchungen, atomare Lichtschalter sowie neuartige Lichtquellen, die in der Quantenkommunikation, in der Quanten-Kryptographie und in der Quanten-Informationsverarbeitung benötigt werden.

Einen detaillierteren Einführungstext finden Sie hier.