Unsichtbare Laserstrahlen und ein Kristall aus Kalziumfluorid lassen sich zu einem 3D-Display kombinieren. Unter dem Namen «Solid Felix» arbeitet eine engagierte Schülergruppe aus Stade bei Hamburg an dem Prototyp. Ziel des Projekts ist es, eine dreidimensionale Anzeige für bewegte 3D-Formen zu konstruieren. Besonderes Interesse daran hätten zum Beispiel Fluglotsen. In der Vision könnten die Flugzeuge im Luftraum über dem Flugplatz in einem großen, durchsichtigen Würfel dargestellt werden. Dieses Display könnte Bewegungsrichtung, Abstand, Höhe und Geschwindigkeit der Maschinen viel genauer und auf einen Blick zeigen als das derzeit auf den zweidimensionalen Schirmen im Tower möglich ist.
Im Web
Felix3d.com - offizielle Website zum Stader 3D-Display
Kalziumfluorid und Erbium-Atome
Das System besteht im Kern aus einem durchsichtigen Kalziumfluorid-Kristall. Darin eingelagert sind Erbium-Atome. Sie lassen sich mit infraroten Laserstrahlen so anregen, dass sie Licht aussenden. Der Trick besteht darin, nur die jeweils gewünschten Stellen innerhalb des Kristalls zum Leuchten zu bringen, um aus der Kombination vieler solcher Leuchtpunkte im Raum die gewünschte Form zusammenzusetzen.
Anregende Laserstrahlen
Dafür verwendet die Stader Forschergruppe zwei für den Menschen unsichtbare Laserstrahlen, die sie von zwei verschiedenen Seiten aus in den Kristall strahlen. Nur am Kreuzungspunkt wird so viel Energie konzentriert, dass die in den Kristall eingebetteten Erbium-Atome zur Aussendung von Licht angeregt werden. Eine von einem Computer angesteuerte Spiegelmechanik sorgt dafür, dass sich die Strahlen an jeder beliebigen Stelle des Kristalls kreuzen können und damit jeder Raumpunkt des Kristalls angeregt werden kann. Geschieht dies in schneller Folge, setzt sich aus den nacheinander angesteuerten Raumpunkten durch die Trägheit des Auges die gewünschte Form zusammen - ähnlich wie beim schnellen Wechsel der Bilder in Kino oder Fernsehen.
Zu Gast bei der Forscherelite
Die ursprünglich aus dem Wettbewerb «Jugend forscht» hervorgegangene Gruppe um den Diplom-Physiker Knut Langhans hat dieses und andere 3D-Projekte bereits auf zahlreichen Kongressen präsentiert. Jetzt sind die Freizeitforscher vom 20. bis zum 24. Januar 2003 zum «15th Annual Symposium on Electronic Imaging, Science and Technology» in Santa Clara im US-Staat Kalifornien eingeladen. Für gewöhnlich sind dort nur Universitäten und Laboratorien der Industrie zugelassen.
Reisekasse ist leer
Die fachliche Hürde ist also genommen, allerdings fehlt das Geld für die Reise, berichtet Langhans. «Diese einmalige Gelegenheit, die neuen Forschungsergebnisse vor Wissenschaftlern aus aller Welt vorstellen zu dürfen, stellt für die Jugendlichen eine große Herausforderung dar.» Wegen des Geldmangels sei eine Felix-Präsentation erstmals sehr stark gefährdet. Außer der wissenschaftlichen Vorbereitung stehe daher die Suche nach einem Sponsor für die Reise und Unterbringung zweier Jugendlicher aus der Gruppe im Vordergrund, sagt Langhans.
