Laserfernsehen

Professor Dr. Heinrich Hertz

Von 1889 bis zu seinem Tode fünf Jahre später experimentiert der große Wissenschaftler mit elektromagnetischen Wellen

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Er starb bereits mit 37 Jahren, und dennoch kennt seinen Namen heute noch jedes Schulkind. Der ehemalige Bonner Physik-Professor Heinrich Hertz, der am 22. Februar 150 Jahre alt geworden wäre. Ihm zu Ehren hat die Deutsche Telekom AG im Jahr 2000 an der Universität Bonn den Heinrich-Hertz-Stiftungslehrstuhl eingerichtet. Von 1889 bis zu seinem Tode fünf Jahre später lehrte und forschte der große Wissenschaftler in der Rheinstadt. Jeder Bonner Physikstudent kommt heute noch hautnah mit ihm in Berührung. In der Physikalischen Sammlung lagern zahlreiche Originalinstrumente, die Heinrich Hertz für seine Experimente mit elektromagnetischen Wellen nutzte. Darunter ist auch sein berühmter Dipol-Sender.

Dipol-Sender

Hertz ließ zwischen zwei halbrunden Kupferelektroden - dem Dipol - einen Funken überschlagen. Dadurch erzeugte er hochfrequente Radiowellen, die er mit einem ähnlichen Dipol in einigen Metern Entfernung wieder auffangen konnte. Wenn die Ausrichtung zwischen Sender und Empfänger stimmte, flogen dort dann ebenfalls die Funken. Das Radio verdankt (ebenso wie der Begriff "Rundfunk") diesem Effekt seine Existenz. Auch wenn wir eine Lampe einschalten, die Infrarot-Fernbedienung betätigen, uns im Solarium bräunen, mit der Mikrowelle Speisen zubereiten oder mobil telefonieren (einen Dipol-Empfänger gibt es heute in jedem Handy). Immer sind die von Heinrich Hertz nachgewiesenen "elektromagnetischen Wellen" im Spiel.

Laserstrahlen

Mit einem roten, einem grünen und einem blauen Laser lassen sich prinzipiell alle Farben herstellen, die unser Auge sehen kann. Ein normales TV-Gerät schafft nur 50 Prozent aller Farben.

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Farbspiele

Eines der Spezialgebiete von der Arbeitsgruppe den Heinrich-Hertz-Stiftungslehrstuhl ist eine exotische chemische Verbindung, das so genannte Lithiumniobat. Die Substanz bildet Kristalle, an denen Heinrich Hertz wohl seine helle Freude gehabt hätte. Sie stecken nämlich gewissermaßen voller mikroskopisch kleiner Dipol-Antennen. Für Laserforscher ist diese Substanz extrem interessant. Mit ihr lässt sich nämlich vergleichsweise einfach und kostengünstig farbiges Laserlicht erzeugen.

Denn Laser, die direkt rot, grün oder blau leuchten, sind aufwändig und dazu noch extrem ineffizient. Bei gleichem Energieeinsatz strahlen die kleinen Halbleiterlaser viel kräftiger - dafür aber nur im unsichtbaren Infrarotbereich. Daher gehen die Erben von Heinrich Hertz einen Umweg. Wenn ein Lithiumniobat-Kristall mit infrarotem Laserlicht beschoßen wird, werden die Dipole darin so stark angereget, dass sie wie eine zu stark gezupfte Gitarrenseite zahlreiche Obertöne aussenden. Dabei vervielfacht sich die Frequenz des eingestrahlten Lichts, die Farbe verschiebt sich in den sichtbaren Bereich. An dem Heinrich-Hertz-Stiftungslehrstuhl verbessern die Physiker die Kristalle so, dass sie die Farbumwandlung mit sehr hoher Effizienz und bei großen Lichtleistungen hinbekommen.

Durch Kombination mit anderen Verfahren können die Bonner Physiker so genau die gewünschte Lichtfarbe erzeugen - wichtig unter anderem für die Entwicklung extrem brillanter und scharfer Bildschirme. Denn mit einem roten, einem grünen und einem blauen Laser lassen sich prinzipiell alle Farben herstellen, die unser Auge sehen kann. Ein normales TV-Gerät bekommt das nicht hin, das schafft nur 50 Prozent aller Farben, betonen die Physiker. Neben einem Laserdisplay wirken herkömmliche Bildschirme einfach flau. Die großen Elektronikfirmen arbeiten daher momentan an Fernsehgeräten auf Laser-Basis.

Inzwischen steht die Technologie auch dank Erkenntnisse der Bonner Physiker kurz vor dem Durchbruch. Wahrscheinlich in zwei Jahren wird das Laserfernsehen bereits marktreif sein.

Kontakt:
Prof. Dr. Karsten Buse
kbuse@uni-bonn.de