Generationen von Schulkindern machten mit rußgeschwärzten Gläsern erste astronomische Entdeckungen: Sie beobachteten, wie die Sonne vom Mond verdunkelt wurde. Millionen Autofahrer greifen automatisch zur Sonnenbrille, wenn sie auf hellbeschienenen Straßen fahren: Sie dämpfen mit den getönten Gläsern das Überangebot an Licht.

Der alltägliche Effekt – Glas dämpft einfallendes Licht – schien keine Umkehrung zu kennen. Stets war ein Lichtstrahl schwächer, wenn er durch eine gefärbte Scheibe fiel.

Jetzt gelang es US-Physikern, den Prozeß umzudrehen: In ihrem neuentwickelten Glas werden Lichtstrahlen nicht abgeschwächt, sondern verstärkt. Im Fachblatt „Applied Physics Letters“ berichteten die Erfinder des Erhellungsglases – Theodore Hänsch, Frank Varsanyi und Arthur Schawlow von der Stanford-University – unlängst über ihre Neuentwicklung.

Als Grundlage für ihre Erfindung benutzten die drei Wissenschaftler das Laser-Prinzip: Atome oder Moleküle, etwa eines Kristalles, strahlen Licht einer bestimmten Wellenlänge ab, wenn sie mit einer Signalfrequenz angeregt werden. Während normale Laser freilich nur einen dünnen, aber energiereichen Lichtstrahl abgeben, vermögen die „Bildverstärker“ der Stadford-Forscher die Lichtstärke einer größeren Fläche anzuheben.

Der Verstärkertrick gelang den US-Gelehrten mit einer vergleichsweise simplen Geräteanordnung. Als Kernstücke der Anlage fungieren zwei Glaszellen – eine Beleuchtungs- und eine Verstärkungszelle. Beide sind mit einer speziellen organischen Farblösung gefüllt, die mit intensivem Laserlicht angeregt werden kann. Das laserangeregte Licht der Beleuchtungszelle bescheint das Beobachtungsobjekt – zum Beispiel mikroskopische Präparate.

Das schwache Licht der Probe fällt dann durch eine Sammellinse auf die Verstärkungszelle und regt dort die Moleküle der Farblösung an, Licht abzustrahlen – und zwar stets im Verhältnis zum einfallenden Licht: Das Bild des Beobachtungsobjektes wird heller, ohne sich sonst zu verändern.

Hänsch, Varsanyi und Schawlow sehen bereits einige interessante Anwendungsgebiete für ihr Erhellungsglas. So können empfindliche mikroskopische Platten mit lebenden Mikroorganismen wesentlich besser beobachtet werden, als das bislang möglich war: Wurden die Kleinstlebewesen gut beleuchtet, so war ihre Existenz durch die Wärmeeinwirkung der Lampe gefährdet; annehmbare Temperaturen brachten andererseits eine schlechte Sicht mit.

Ein weiteres künftiges Anwendungsgebiet für ihre Lichtverstärker sehen die Forscher in der Projektion von Fernsehbildern auf Leinwände. Insgeheim träumen sie sogar schon vom „optischen Computer“: Mit einem schwachen Lichtstrahl könnten Informationen auf bestimmte Kristalle aufgeprägt werden, mit einem verstärkten Lichtstrahl wieder gelöscht oder abgeändert werden. Hf