Physiker der Universität Bonn haben einen Laser zum Patent angemeldet, der ein breites Lichtspektrum von Infrarot über sichtbare Wellenlängen bis hin in den UV-Bereich erzeugt – und das ohne den Einsatz kostspieliger optischer Kristalle, sondern mit Hilfe einer einfachen Glasfaser. Vorteile könnte der neue Laser vor allem für Mediziner bieten, beispielsweise bei der Diagnose von kleinsten Tumoren. Aber auch als Lichtquelle für besonders brillante Projektoren oder TV-Geräte ließe sich die Erfindung einsetzen.

Bereits im Jahr 2000 hatte eine britische Arbeitsgruppe entdeckt, dass Laserlicht die Farbe ändert, wenn man es durch eine sich verjüngende Glasfaser leitet: Aus Rot wird etwa Weiß, also Licht, das sich aus vielen Farben zusammensetzt. Der Bonner Laserphysiker Harald Gießen hat zusammen mit seinen Mitarbeitern die Ursachen des rätselhaften Farbwechsels untersucht und so weit geklärt, dass sich beispielsweise Glasfasern herstellen lassen, die bevorzugt einen bestimmten Farbbereich erzeugen.

Die Glasfaser dient dabei als optischer Verstärker: Ein Teil des farbigen Lichts wird umgeleitet, sodass es die Faser wieder und wieder passieren muss. Dabei bildet sich ein so genanntes Soliton – eine Welle mit extrem hoher Intensität. Die Lichtintensität erhöht sich durch die Verjüngung so stark, dass das Glas wie ein besonders effektiver nichtlinearer Kristall wirkt. Und gerade solche nichtlinearen Materialien sind für ungewöhnliche Farbwechsel bekannt. Denn sie verformen die eigentlich sinusförmigen Wellenzüge elektromagnetischer Strahlung: Die Wellenfront wird "eckig", "unharmonisch" nennt das Gießen. Das sei ähnlich, als wenn man eine Gitarrensaite so kräftig anschlägt, dass sie schnarrt, erklärt der Physiker. Dabei entstehen "Obertöne" mit doppelter oder dreifacher Grundfrequenz: aus Rot wird so zum Beispiel Blau.