Prof. Dr. Thomas Zentgraf, Leiter der Arbeitsgruppe ?Ultraschnelle Nanophotonik“ am Department Physik der Universit?t Paderborn, ist es gemeinsam mit Prof. Dr. Shuang Zhang von der Universit?t Birmingham gelungen, Hologramme erstmals mit einer v?llig neuen Technik zu realisieren. Für seine Hologramme verwendet er ein neuartiges Meta-Material, das mit nur 30 Nanometer (nm), also 0,00003 mm, extrem dünn ist. Zum Vergleich: Ein menschliches Haar ist etwa 2.000 Mal dicker. Computergestützt werden ben?tigte Strukturen berechnet und mit Methoden der modernen Nanotechnologie erzeugt. ?Der Vorteil unserer Methode besteht darin, dass wir 3-D-Hologramme in HD-Qualit?t bei gleichzeitig weitem Gesichtsfeld erzeugen, dabei aber die Entstehung von Zwillingsbildern, die typisch bei vielen Hologrammen ist, vermeiden k?nnen“, sagt Thomas Zentgraf.
Computergenerierte Hologramme sind schnell und pr?zise herzustellen. ?Der Computer berechnet, wie das Licht beim Durchgang durch die Fotoplatte, dem eigentlichen Hologramm, aussehen müsste, und übersetzt diese Information in die Anordnung und L?nge von winzigen Goldst?bchen auf dem Glastr?ger“, erl?utert Holger Mühlenbernd, Doktorand in der Arbeitsgruppe von Thomas Zentgraf. Bei der Herstellung werden auf einem Glastr?ger mittels hochmoderner Elektronenstrahllithografie 100 bis 200 nm lange und 30 nm hohe St?bchen aus Gold erzeugt. Je nachdem, wie diese St?bchen ausgerichtet und wie lang sie sind, beeinflussen sie das auftreffende Licht wie kleine Radioantennen lokal auf der Oberfl?che des Glastr?gers unterschiedlich.
Beim Durchgang durch die Oberfl?che wird die Lichtwelle an den Goldst?bchen verz?gert, gerade so, als ob die Lichtwelle einen weiteren Weg zurückgelegt h?tte. Die Orientierung der St?bchen relativ zur einfallenden Lichtwelle bestimmt dabei die Verz?gerungszeit. ?ber die L?nge der Goldst?bchen k?nnte zus?tzlich die Intensit?tsinformation, also wie stark das Licht in diesem Punkt schwingt, gesteuert werden. Wenn nun Licht auf dieses Hologramm trifft, erzeugt es aufgrund dieser Wechselwirkung ein dreidimensionales Bild im Raum, das direkt betrachtet werden kann.
?Der Einsatz des Meta-Materials in der Holographie k?nnte zu einer kleinen Revolution führen“, sagt Thomas Zentgraf: ?Denn was jetzt noch auf einer Millimeterskala erprobt wird, kann zukünftig auch auf gr??ere Formate übertragen werden und viele Nachteile der klassischen Holographie von Dennis Gábor beseitigen.“
Die Originalpublikation kann unter folgendem Link angesehen werden: www.physik.upb.de.
Prof. Dr. Thomas Zentgraf leitet am Department Physik der Universit?t Paderborn die Arbeitsgruppe ?Ultraschnelle Nanophotonik“ und ist Mitglied der Zentralen Wissenschaftlichen Einrichtung ?Center of Optoelectronics and Photonics Paderborn (CeOPP)“. Seine Arbeitsgruppe besch?ftigt sich mit der Entwicklung von künstlichen optischen Materialien sowie neuen Konzepten zur Beeinflussung der Lichtausbreitung.
