Um Laser zu steuern, waren bislang immer physische Hilfsmittel wie Spiegel oder Linsen vonnöten. Nun ist es Wissenschaftlern und Wissenschaftlerinnen erstmals gelungenc, die kraftvollen Strahlen ganz ohne Berührung zu kontrollieren. In einem bahnbrechenden Experiment zeigt sich: Laserstrahlen reagieren auch auf akustische Schwingungen.

Laser mit Lautsprechern steuern

Eine aktuelle Studie belegt, wie Forschenden des Deutschen Elektronen-Synchrotron (DESY) und des Helmholtz-Instituts in Jena die sensationelle Entdeckung gelungen ist. Mit einem speziellen Lautsprecher erzeugten sie Ultraschallwellen von unterschiedlicher Dichte. So entstanden verschiedene Luftzonen, durch die die Experten die Strahlen eines Infrarotlasers mit 20 Gigawatt Leistung schickten. Das Ergebnis: Die Grenzen zwischen den unterschiedlich dichten Luftzonen wirkten wie ein Spiegel und konnten die Laserstrahlen umleiten.

„Wir erzeugen ein optisches Gitter mit Hilfe akustischer Dichtewellen“, fasst Projektleiter Yannick Schrödel das Experiment zusammen. Durch Manipulation an der Soundfrequenz lässt sich auch der Laser steuern. Positiv überrascht hat Schrödel des Weiteren, dass die Laser sich lenken ließen, ohne an Strahlqualität zu verlieren. An der Effizienz von rund 50 Prozent wollen der Physiker und sein Team in Folgeexperimenten noch nachbessern. Doch das große Potenzial für die Laserlenkung mit Schallwellen zeigt sich jetzt schon.

Schon gewusst?: Nicht nur an Laserstrahlen arbeitet die Wissenschaft fleißig. Auch die ersten Prototypen für Lichtschwerter existieren bereits. Wird „Star Wars“ bald Realität?

Vielfältige Einsatzmöglichkeiten

Für die Anwendung seiner Entdeckung sieht Schrödel viele Möglichkeiten. Leistungsstarke Laser werden etwa in Teilchenbeschleunigern oder für Laserfusionen, aber teils auch in der Industrie zur Materialbearbeitung verwendet. Dabei wird die Kraft der Strahlen oft unterschätzt. Der Verschleiß an Linsen und Spiegeln, die sonst zum Bündeln und Kontrollieren von Lasern nötig sind, ist dabei jedoch sehr hoch. Mit der neuen nicht-körperlichen Lenkungsmöglichkeit durch Schallwellen wollen die Expertinnen und Experten nun das Arbeiten mit Lasern effizienter machen.

Quelle: „Acousto-optic modulation of gigawatt-scale laser pulses in ambient air“ (Nature Photonics, 2023), Deutsches Elektronen-Synchrotron

Seit dem 24. Februar 2022 herrscht Krieg in der Ukraine. Hier kannst du den Betroffenen helfen.