Innovatives optisches Filter ermöglicht neue Beobachtungen

Eine hochgradig verfeinerte Anwendung von Faser-Bragg-Gittern, die bisher in der physikalischen und chemischen Sensorik verwendet werden, erlaubt die Überwindung eines grundlegenden astronomischen Problems. Das Licht von Galaxien, das von der Anfangszeit des Kosmos eine Reise von mehr als zehn Milliarden Jahren zurückgelegt hat, wird durch den Effekt der kosmologischen Rotverschiebung in den infraroten Spektralbereich verschoben. Infolge von Anregungsprozessen in der Hochatmosphäre leuchtet der Nachthimmel im Infraroten aber ebenso hell wie der Dämmerungshimmel im visuellen Spektralbereich. Schwache Sterne und Galaxien sind aufgrund dieser Aufhellung normalerweise nicht nachzuweisen. Mit der jetzt realisierten Erfindung des hochkomplexen faseroptischen Filters durch die ASPIC-Forscher wird dem abgeholfen. Durch die längs einer Lichtleitfaser eingeprägte periodische Struktur können störende Emissionslinien des Nachthimmels gezielt ausgefiltert werden.

Auch das derzeit geplante European Extremely Large Telescope (E-ELT) könnte von der Innovation der Forscher profitieren, da die Erfindung eine optimale Nutzung des E-ELT ermöglicht (https://elt.eso.org). Weitere spannende Anwendungen in der chemischen Sensorik und technologischen Entwicklung sind derzeit erst zu erahnen.

Professor Dr. Hans-Gerd Löhmannsröben vom Institut für Physikalische Chemie der Universität Potsdam: „Faser-Bragg-Gitter finden bereits vielfältig Verwendung bei Temperatur- und Druckmessungen, zum Beispiel für seismische Messungen bei Erdbeben- und Vulkanmonitoring. Mit organischen Farbstoffen funktionalisierte optische Fasern dienen zur Detektion von molekularem Sauerstoff.“ Diese würden soweit miniaturisiert werden, dass Untersuchungen in lebenden biologischen Geweben und sogar in einzelligen Lebewesen, wie Mikroalgen, durchgeführt werden können. So würden wichtige physiologische Informationen unter anderem über Photosynthese und Hormonwirkungen erhalten. Diese laufenden Forschungsvorhaben in der Physikalischen Chemie haben auch zur Ausgründung der Firma Colibri Photonics geführt.

Die Zusammenarbeit der Potsdamer Forscher steht unter dem Motto "From Molecules to Galaxies" und erfolgt im Rahmen des Zentrums für Innovationskompetenz innoFSPEC Potsdam.