{"id":161087,"date":"2018-12-13T17:50:07","date_gmt":"2018-12-13T16:50:07","guid":{"rendered":"https:\/\/innovationorigins.com\/?p=161087"},"modified":"2018-12-13T17:50:07","modified_gmt":"2018-12-13T16:50:07","slug":"neue-lasertechnik-fuer-chemische-sensoren-im-mikrochip","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ioplus.nl\/archive\/de\/neue-lasertechnik-fuer-chemische-sensoren-im-mikrochip\/","title":{"rendered":"Neue Lasertechnik f\u00fcr chemische Sensoren im Mikrochip"},"content":{"rendered":"

WIEN, 13, Dezember 2018 –<\/strong> Eine Forschergruppe an der TU Wien verwendet eine spezielle Lasertechnik, um chemische Sensoren im Mikrochip zu erm\u00f6glichen. Die Technologie basiert auf einer einfachen und robusten Art Frequenzk\u00e4mme zu erzeugen. Mit Frequenzk\u00e4mmen lassen sich verschiedenste chemische Stoffe eruieren.<\/p>\n

Das Licht eines gew\u00f6hnlichen Lasers ist einfarbig. Alle Photonen, welche dieser abstrahlt, haben dieselbe Wellenl\u00e4nge. Laser, deren Licht komplizierter aufgebaut ist, bestehen aus vielen verschiedenen Frequenzen, deren Abstand zueinander gleich ist. Die regelm\u00e4\u00dfigen Abst\u00e4nde erinnern an einen Kamm und haben dem Ph\u00e4nomen den Namen Frequenzkamm eingebracht.<\/p>\n

Winziges Chemielabor <\/strong><\/h3>\n

Spannend an der neuen Lasertechnik der Forscher von der TU Wien<\/a> ist das Spektrometer, das relativ einfach mit zwei Frequenzk\u00e4mmen gebaut werden kann, erkl\u00e4rt Benedikt Schwarz<\/a>, der das Forschungsprojekt leitet. Zitat: \u201eDabei n\u00fctzt man Schwebungen zwischen verschiedenen Frequenzen aus, \u00e4hnlich wie sie in der Akustik auftreten, wenn man zwei verschiedene T\u00f6ne mit \u00e4hnlicher Frequenz h\u00f6rt.\u201c Diese Methode bedarf keiner beweglichen Teile und eignet sich dadurch f\u00fcr ein winziges Chemielabor.<\/p>\n

Die Innovation basiert auf Quantenkaskaden-Lasern. Das sind Frequenzk\u00e4mme, die aus mehrschichtigen Halbleiterstrukturen aufgebaut sind. Schickt man elektrischen Strom durch die Struktur, sendet diese Laserlicht im Infrarotbereich aus. Dies ist insofern von Bedeutung, als viele wichtige Molek\u00fcle am besten im Infrarotbereich identifiziert werden k\u00f6nnen. Beispiele daf\u00fcr sind Luftschadstoffe oder Biomolek\u00fcle, die in der medizinischen Diagnostik eine Rolle spielen. Die Messung der Infrarot-Frequenzen, die von einer Gasprobe absorbiert werden, erm\u00f6glicht eine genaue Analyse der darin enthaltenen Stoffe.<\/p>\n

Werden die Quantenkaskadenlaser mit einem elektrischen Signal einer ganz bestimmten Frequenz beeinflusst, erh\u00e4lt man eine Reihe von Lichtfrequenzen, die miteinander gekoppelt sind. Forschungsteam-Mitglied Johannes Hillbrand<\/a> vergleicht den Effekt mit einem Schaukelger\u00fcst: Bewegt man das Ger\u00fcst in der richtigen Frequenz, so beginnen alle Schaukeln in einem bestimmten gekoppelten Muster zu schwingen.<\/p>\n

Robuster Frequenzkamm<\/strong><\/h3>\n

Schwarz sieht einen entscheidenden Vorteil der Lasertechnik in der Robustheit des Frequenzkamms. Die Technik verhindert die empfindliche Reaktion des Lasers auf St\u00f6rungen wie Temperaturschwankungen oder Reflexionen, welche au\u00dferhalb des Labors unvermeidlich sind. Einen weiteren Vorteil sieht Schwarz in der Einfachheit der Technik, deren Bauelemente in jedem Mobiltelefon zu finden sind. Zudem eigne sich diese f\u00fcr praktische Anwendungen selbst in schwierigen Umgebungen.<\/p>\n

Last but not least kommt die neue Lasertechnik ohne bewegliche Teile aus und ist auf kleinstem Raum umsetzbar. Schwarz: \u201eWir brauchen keine Linsensysteme, keine beweglichen Teile und keine optischen Isolatoren, die n\u00f6tigen Strukturen sind winzig. Man kann das gesamte Messsystem auf einem Chip in Millimetergr\u00f6\u00dfe unterbringen.\u201c<\/p>\n

Die Anwendungsgebiete sind vielf\u00e4ltig: Auf einer Drohne montiert, k\u00f6nnte der Chip Luftschadstoffe messen. An einer Wand montiert, k\u00f6nnte dieser in gef\u00e4hrdeten Geb\u00e4uden nach Sprengstoffspuren suchen. In medizinische Ger\u00e4te integriert, k\u00f6nnte dieser Krankheiten an chemischen Spuren in der Atemluft erkennen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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