Strukturiertes Licht umgibt uns täglich und überall. Geformte Lichtfelder spielen auch in der Forschung eine wichtige Rolle. So kann ein Laserstrahl z.B. eine Intensitätsverteilung besitzen, die deutlich komplizierter ist als die eines einfachen Laserpointers. Das Gleiche gilt auch für andere Eigenschaften des Lichtes, die im Vergleich zur Intensität nicht direkt wahrgenommen werden können, wie z.B. die Phase. Diese Information spielt zwar eine wichtige Rolle in der optischen Kommunikation, Bildgebung, Mikroskopie und in vielen anderen Bereichen, kann aber von unseren Augen oder konventionellen Kameras nicht direkt wahrgenommen werden.
Dem Forschungsteam aus Graz, allesamt Mitglieder der Gruppe OpNaQ, war es kürzlich im Rahmen eines Europäischen Projektes (Superpixels) und im neuen Christian-Doppler-Labor für Sensorik basierend auf strukturierter Materie gelungen, speziell gestaltete, integrierte optische Prozessoren aus Silizium, nur wenige Millimeter groß, in Betrieb zu nehmen und erstmals für die Vermessung von Licht und dessen Eigenschaften zu nutzen.
In einer aktuell veröffentlichten Publikation gelang nun auch die Vermessung von strukturiertem Licht, also Licht, das eine räumlich variierende Helligkeit, Phase oder sogar Polarisation (Schwingungsrichtung des Lichtfeldes) besitzt. Auf dem photonischen Chip wurde das Licht innerhalb eines speziellen Netzes aus Lichtbahnen gemessen. Diese Messungen können sehr akkurat, präzise und schnell durchgeführt werden und erlauben die Erkennung und Klassifizierung der räumlichen Struktur des Lichts. Die genannten Ergebnisse und weitere Details wurden in der Zeitschrift Communications Physics des Nature Portfolios veröffentlicht.
Johannes Bütow, Varun Sharma, Dorian Brandmüller, Jörg S. Eismann, and Peter Banzer, "Photonic integrated processor for structured light detection and distinction," Communications Physics 6, 369 (2023); https://doi.org/10.1038/s42005-023-01489-2
Kontakt: Peter Banzer oder Johannes Bütow; Optics of Nano and Quantum Materials (website)