Nanotechnologie: Weißer Laser deckt sichtbares Farbspektrum ab

Wissenschaftler in den USA haben einen Laser entwickelt, der gebündeltes Licht über das ganze Farbspektrum ausstrahlt. Für einen solchen weißen Laser gibt es viele Anwendungen. Kernstück ist eine Schicht aus einer halbleitenden Legierung aus Zink, Cadmium, Selen und Schwefel. Sie ist wenige Nanometer dick und in verschiedene Segmente aufgeteilt. Darin sind die Materialien unterschiedlich verteilt.

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Der Laser deckt das ganze Spektrum sichtbarer Farben ab. (Foto: ASU/Nature Nanotechnology)

Jedes Segment lässt sich einzeln mit Lichtpulsen anregen: Wird ein Segment mit viel Cadmium und Selen angeregt, emittiert es rotes Licht. Ein Segment mit viel Cadmium und Schwefel strahlt grünes Licht ab. Ein Bereich mit Zink und Schwefel leuchtet blau. Wird die Leistung des Lichtpulses verändert, verändert sich auch die Intensität des Lichts, die ein Segment abstrahlt. Dadurch lässt sich die Farbe des Lichts variieren.

Neues Verfahren zur Herstellung von Nanomaterialien

Ermöglicht werde das durch ein neues Verfahren bei der Herstellung von Nanomaterialien, sagen die Forscher von der Universität des US-Bundesstaates Arizona in Tempe. Die Legierungen würden stufenweise gezogen. Dabei werden Temperatur und andere für das Wachstum wichtige Parameter variiert. So lasse sich die Zusammensetzung, die Morphologie und damit Bandlücken der Segmente steuern.

"Unser Nanolaser kann dazu dynamisch abgestimmt werden, über den gesamten sichtbaren Farbbereich auszustrahlen", schreiben die Entwickler in der Fachzeitschrift Nature. "Er deckt 70 Prozent mehr wahrnehmbare Farben ab als die am häufigsten verwendeten Leuchtmittel."

Weißer Laser soll Daten übertragen

Der weiße Laser könnte in verschiedenen Bereichen eingesetzt werden. Eine Möglichkeit sind Displays, eine andere ist die Datenübertragung per Licht, Li-Fi oder Visible Light Communication (VLC) genannt. Schließlich könnten diese Laser in Leuchtmitteln verwendet werden.

Vor allem als Leuchtmittel könnte sich der weiße Laser gut eignen, da er weniger Leistung aufnimmt als eine Leuchtdiode (LED): Ein Leuchtmittel mit LEDs produziert etwa 150 Lumen pro Watt. Der Laser könnte 400 Lumen pro Watt schaffen, sagt Cun-Zheng Ning, der den Laser mitentwickelt hat, dem US-Wissenschaftsmagazin IEEE Spectrum.