Lichtgedanken 04

S C HW E R P U N K T 24 Gemeinsam stehen die Mitarbeiter des Architekturbüros zusammen und spre- chen über ein Projekt. In ihrer Mitte leuchtet eine dreidimensionale Abbil- dung des geplanten Gebäudes. »Verleg doch mal den Eingangsbereich zehn Meter nach links und den Fahrstuhl in den Ostflügel – vielleicht bleibt dann etwas mehr Platz für eine größere Ter- rasse«, sagt einer von ihnen. Der ange- sprochene Kollege bewegt seine Hände schwebend wie ein Dirigent durch den Raum, woraufhin sich die virtuellen Mauern des Modells verschieben und an anderer Stelle neu zusammenset- zen. Zugegebenermaßen ist diese kurze Episode erfunden. Architekten grübeln heute nach wie vor entweder vor gro- ßen Papierbögen mit Konstruktions- zeichnungen, betrachten zweidimensio- nale Abbildungen auf einem Bildschirm oder setzen Entwürfe in aufwendig hergestellten Modellen um. Doch was heute noch nach Science-Fiction klingt, Zeichnen mit leuchtender Luft Das Erfassen von Objekten in 3D ist technisch kein Problem mehr – ihre dreidimensionale Darstellung hingegen schon. Denn meist bedarf es für ihre Betrachtung entweder einer speziellen Brille oder man muss sich doch mit einem zweidimensionalen Bild auf einer flachen Oberflä- che begnügen. Jenaer Physiker haben nun eine Methode entwickelt, durch die sie mit Laserstrahlung Körper im Raum darstellen können. TEXT: SEBASTIAN HOLLSTEIN kann in ein paar Jahren schon alltägli- ches Werkzeug für viele Berufsgruppen sein. Zumindest wenn es nach Prof. Dr. Ste- fan Nolte vom Institut für Angewand- te Physik geht. Gemeinsam mit seinen Kollegen Dr. Robert Kammel und Dr. Roland Ackermann entwickelt er in der Arbeitsgruppe »Ultrafast Optics« eine neue Technologie zur Darstellung dreidimensionaler Objekte im Raum – eingebunden in das Projektkonsorti- um »3Dsensation«. »In dieser Allianz wollen wir gemeinsam mit Partnern aus verschiedenen Wissenschaftsberei- chen Technologien entwickeln, die die Interaktion zwischen Mensch und Ma- schine verbessern und so die Lebens- und Arbeitswelten der Zukunft positiv beeinflussen«, erklärt Stefan Nolte die Vision von »3Dsensation«. Grundle- gend dafür sei es dabei, dreidimensio- nale Objekte auch tatsächlich in 3D dar- stellen zu können. »Es gibt heute schon eine Menge Mög- lichkeiten, Gegenstände in 3D zu er- fassen und Koordinaten zur dreidi- mensionalen Darstellung zu erzeugen. Mediziner wenden entsprechende Bild- gebungsverfahren inzwischen tagtäg- lich an«, erklärt Robert Kammel. »Doch bislang ist es kaummöglich, diese Infor- mationen adäquat in 3D wiederzuge- ben. Meist müssen wir uns dann doch mit einem zweidimensionalen Bild auf einer flachen Oberfläche begnügen oder aber die Bilder werden mithilfe von Dis­ plays erzeugt und können nur mit be- sonderen Brillen betrachtet werden.« Unsichtbarer Laser ionisiert die Luft – Spiegel bewegen schnellen Lichtpunkt Im Rahmen des Projektes »DiRLas – Untersuchungen zur Visualisierung von 3D-Objekten im freien Raum mit- tels Laser« haben Nolte, Kammel und Ackermann nun eine vielversprechende Methode entwickelt. Sie nutzen dafür einen Femtosekundenlaser, also einen Laser, der sehr kurze Laserpulse emit- tiert. Sein Licht bewegt sich im Infra- rotbereich und ist für das menschliche Auge nicht sichtbar. Den Laserstrahl fokussieren die Wissenschaftler mit ei- ner Optik auf einen bestimmten Punkt in der Luft. Dort ist seine Intensität nun so hoch, dass er Luftmoleküle ionisiert und sie somit auseinanderreißt. Elektro- nen trennen sich ab; ein Plasma entsteht. Sobald die Elektronen aber zurückkeh-