Neues Lasersystem : Sprengstoff aus sicherer Entfernung aufspüren

Ein experimentelles Lasersystem kann Chemikalien aus 400 Metern Entfernung unterscheiden und soll auf diese Weise Sprengstoffe und andere gefährliche Verbindungen aus sicherer Distanz erkennen.

Heller Strahl. Das "Raman-Lasing" produziert ungewöhnlich viel Licht. Foto: Brett Hokr
Heller Strahl. Das "Raman-Lasing" produziert ungewöhnlich viel Licht.Foto: Brett Hokr

Im Fachmagazin „PNAS“ berichten die Entwickler um Brett Hokr von der Texas A&M-Universität, wie sie mit ihrem System verschiedene optisch und chemisch ähnliche weiße Pulver von Ferne identifizieren konnten.

Sie nutzten einen Effekt namens Raman-Streuung, bei dem Licht an den Atomen oder Molekülen eines Materials gestreut wird und dabei je nach chemischer Beschaffenheit des Materials seine Wellenlänge ändert. Der Effekt ist aber nur sehr schwach. Lediglich etwa eins von zehn Milliarden Lichtteilchen wird auf diese Weise gestreut, so dass ein Nachweis dieser Lichtteilchen aus größerer Entfernung nahezu unmöglich ist.

Das helle Signal ist auch aus der Distanz gut zu erkennen

Vor einigen Jahren haben Wissenschaftler jedoch entdeckt, dass sich bei einem Laserstrahl mit passenden Eigenschaften die Raman-Streuung deutlich verstärkt und selbst eine laserartige Form annehmen kann. Durch dieses „Raman-Lasing“ entsteht ein sehr viel helleres Signal aus der Probe, das sich auch in größerer Entfernung noch nachweisen lässt. Das Team um Hokr nutzte diesen Effekt nun für ein Ferndiagnosesystem und schoss mit einem speziellen Laser auf verschiedene chemisch ähnliche weiße Pulver.

Aus 400 Metern Entfernung ließen sich so etwa Bariumsulfat (BaSO4), Natriumnitrat (NaNO3), Kaliumnitrat (KNO3) und Ammoniumnitrat (NH4NO3) zuverlässig auseinanderhalten, schreiben die Forscher. Um die Technik praktisch einsetzen zu können, muss sie allerdings noch weiter verfeinert werden. (dpa)

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