Links: In rot ist ein Beispielpfad eines optischen Signals dargestellt, das vielfach an den Spiegeln reflektiert wird und dessen Weglänge dadurch enorm verlängert wird. Mitte: elektronenmikroskopische Aufnahme der photonischen Kristall-Spiegel. Der Maßstabsbalken kennzeichnet eine Strecke von 5 µm. Rechts: elektronenmikroskopische Aufnahme eines optimierten photonischen Kristall-Spiegels.
Eich/TUHH
Wissenschaftler der Technischen Universität Hamburg (TUHH), der ITMO-Universität Sankt Petersburg und des Helmholtz-Zentrums Geesthacht entwickelten in Kooperation mit der Universität York ein neues Konzept, um die Wegstrecken optischer Signale, die auf einem Silizium-Chip geführt werden, drastisch zu vergrößern, wie sie in der Zeitschrift der auf Photonik spezialisierten internationalen Fachzeitschrift "APL Photonics" des American Institute of Physics (AIP) berichten. Sogenannte 2D-integrierende Zellen ermöglichen es, Strecken von mehreren Zentimetern auf einer Fläche von wenigen Quadratmillimetern zu realisieren. Damit wird nun in einem integrierten zweidimensionalen optischen Chip das erreicht, was vorher nur in einem makroskopischen Volumen möglich war.
"Dieses Konzept stellt einen Meilenstein in Richtung miniaturisierter Gassensoren dar, die zukünftig kostengünstig beispielsweise in Mobiltelefone eingebaut werden könnten, um ihre Besitzer jederzeit vor gefährlichen Gasen zu warnen", sagt Manfred Eich, Leiter des TUHH-Instituts für Optische und Elektronische Materialien. Jahr für Jahr sterben in Deutschland mehrere Hundert Menschen durch die toxische Wirkung von Kohlenstoffmonoxid (CO), einem Gas, das bei Verbrennungsprozessen entsteht, farb- und geruchsneutral ist und deshalb nicht bemerkt wird. Kommerziell verfügbare optische Gassensoren sind derzeit noch groß und unhandlich, sodass sie in der Regel fest installiert und nicht transportfähig sind. Die miniaturisierten Sensoren könnten uns künftig im Alltag ständig begleiten, heißt es in einer Mitteilung der TUHH.