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TECHNOLOGIE
Innovativer Filter für bessere Sicht
Redaktion / idw / Pressemitteilung der Universität Potsdam
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13. Dezember 2011

Infrarot-Beobachtungen von der Erde aus werden durch ein nächtliches Leuchten in der Hochatmosphäre behindert, durch das sich lichtschwache Sterne und Galaxien nur sehr schwer nachweisen lassen. Chemiker und Astrophysiker in Potsdam haben nun ein neues Filtersystem entwickelt, das dieses Problem beheben könnte und für das sich noch zahlreiche weiteren Anwendungen finden lassen dürften.

E-ELT

Das neu entwickelte Filtersystem könnte auch die Beobachtungen mit dem geplanten European Extremely Large Telescope erleichtern. Bild: ESO/L. Calçada

Physikochemiker der Universität Potsdam und Astrophysiker des Leibniz-Instituts für Astrophysik Potsdam (AIP) haben jetzt ein komplexes optisches Filtersystem vorgestellt, das Beobachtungen auch schwacher Sterne und Galaxien ermöglichen soll. Das System entstand im Rahmen von ASPIC, dem Astrophotonics and Instrumentation Consortium. Über die neue Methodik berichteten die Wissenschaftler kürzlich in der Fachzeitschrift Nature Communications. Es handelt sich dabei um eine hochgradig verfeinerte Anwendung von Faser-Bragg-Gittern, die bisher in der physikalischen und chemischen Sensorik verwendet werden.

Das Licht von Galaxien, das von der Anfangszeit des Kosmos eine Reise von mehr als zehn Milliarden Jahren hinter sich hat, wird durch den Effekt der kosmologischen Rotverschiebung in den infraroten Spektralbereich verschoben. Infolge von Anregungsprozessen in der Hochatmosphäre leuchtet der Nachthimmel im Infraroten aber ebenso hell wie der Dämmerungshimmel im visuellen Spektralbereich. Schwachleuchtende Sterne und Galaxien sind aufgrund dieser Aufhellung normalerweise nicht nachzuweisen.

Mit der jetzt realisierten Erfindung des hochkomplexen faseroptischen Filters durch die ASPIC-Forscher soll dem abgeholfen werden. Durch die längs einer Lichtleitfaser eingeprägte periodische Struktur können störende Emissionslinien des Nachthimmels gezielt ausgefiltert werden. Das neue Verfahren könnte sich beispielsweise optimal für das geplante European Extremely Large Telescope (E-ELT) eignen, da die Erfindung eine optimale Nutzung des neuen Riesenteleskops ermöglichen sollte. Dass auch weitere spannende Anwendungen in der chemischen Sensorik und technologischen Entwicklung gefunden werden, steht nach Ansicht der Forscher außer Frage.

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"Faser-Bragg-Gitter finden bereits vielfältig Verwendung bei Temperatur- und Druckmessungen, zum Beispiel für seismische Messungen bei Erdbeben- und Vulkanmonitoring", erläutert Professor Dr. Hans-Gerd Löhmannsröben vom Institut für Physikalische Chemie der Universität Potsdam. "Mit organischen Farbstoffen funktionalisierte optische Fasern dienen zur Detektion von molekularem Sauerstoff." Diese könnten soweit miniaturisiert werden, dass Untersuchungen in lebenden biologischen Geweben und sogar in einzelligen Lebewesen, wie Mikroalgen, durchgeführt werden können. So ließen sich wichtige physiologische Informationen unter anderem über Photosynthese und Hormonwirkungen erhalten.

Diese laufenden Forschungsvorhaben in der Physikalischen Chemie haben auch zur Ausgründung der Firma Colibri Photonics geführt. Die Zusammenarbeit der Potsdamer Wissenschaftler steht unter dem Motto "From Molecules to Galaxies" und erfolgt im Rahmen des Zentrums für Innovationskompetenz innoFSPEC Potsdam.

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siehe auch
PMAS: Spektralanalyse im Breitwandformat - 5. November 2009
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