Optik ist die Kunst, Photonen den eigenen Willen aufzuzwingen.

Über die Bedeutung des Sehens.

Der Sehsinn ist der Anfang unserer Wahrnehmungsfähigkeit und auch der wichtigste unserer 5 Sinne. So werden Dreiviertel aller Wahrnehmungen über das Auge empfangen. Wir sehen und erkennen schon bevor wir überhaupt sprechen können.

Wir können unsere Umwelt zwar 'in Worte fassen', jedoch nie in dem Ausmass, wie wir Sie mit unserem Sehsinn wirklich erfahren. Die 'sichtbare' Welt kann man auch als ein Kontinuum von Erscheinungen und Präsenzen bezeichnen. Die Übergänge innerhalb dieses Kontinuums sind grundsätzlich fliesend - statt Abstufungen dominieren hier graduelle Übergänge. Dies steht im Gegensatz zur verbalen Welt, die sich durch abgehackte, klar voneinander getrennte Bedeutungseinheiten definiert.

Schon ganz am Anfang der menschlichen Entwicklungsgeschichte stand das Bild: Vor den Schriftzeichen die Höhlenmalerei, vor der Artikulation die Gestik. Mit der Erfindung der Schrift und später des Buchdrucks wurde gutes Sehen, vor allem im vorgerückten Alter, immer bedeutsamer. Es überrascht nicht, dass auch Sehhilfen im Zuge dieser Entwicklung immer begehrter wurden.

Ständig stürmen visuelle Reize auf uns ein, selbst bei geschlossenen Augen. Diese Flut an Informationen - einerseits Nachbilder auf der Netzhaut, einem Bestandteil des Gehirns, andererseits bildhafte Vorstellungen - sind die Bausteine unserer Sicht der Welt. Unsere Augen sind ein Spiegel der Seele und offenbaren uns Gedanken und lassen uns Einblick in unser Innerstes nehmen.

In letzter Zeit gewinnen Bilder infolge der technischen Entwicklung wieder verstärkt an Wichtigkeit. War in den letzten Jahrhunderten das Schriftzeichen - zwar auch ein Bild, aber mit definierter Aussage - von besonderer Bedeutung, so ist heute die bildhafte Darstellung, die für Interpretationen offen ist - in Form von Fotos, Illustrationen, Film und Fernsehen - auf dem Vormarsch. Die neuen Medien tun ein übriges und verbreiten ihre Informationen und Nachrichten mit einer Fülle von Bildern. Für uns, die wir an wortsprachliche Inhalte gewöhnt sind, ist es nicht einfach, mit den vielfältigen Bildreizen und der damit einhergehenden Informationsflut umzugehen. Dies ist die Herausforderung des neuen Jahrtausends

»Optik, die Lehre vom Licht«

Optische Technologien des 21. Jahrhunderts
Andreas Tünnermann

Optische Technologien haben bereits vor Jahrtausenden Eingang in das tägliche Leben der Menschen gefunden, der Gebrauch des Spiegels ist schon in weit vorchristlicher Zeit dokumentiert. Optische Instrumente trugen entscheidend zum Verständnis unserer Welt bei; so nutzte beispielsweise Galileo Galilei vor rund 400 Jahren bei seinen Beobachtungen des Himmels ein Linsenteleskop, Antony van
Leeuwenhoek entdeckte mit Hilfe eines einfachen Mikroskops 1683 die Bakterien. Methoden und Verfahren der Optik beeinflussen heute
unser Leben in einer Art und Weise, wie sie selbst vor wenigen Jahrzehnten noch unvorstellbar war. Dieser Einfluss bleibt paradoxerweise oft „unsichtbar“, da der Einsatz optischer Technologien vielfach selbstverständlich ist; denken wir nur an optische Systeme in Fotokopierern oder an Infrarot- Fernbedienungen.
Die Bedeutung von Licht für unseren Alltag wird in den nächsten Jahren weiter zunehmen. Glasfasernetze werden neuartige Formen der Informations- und Kommunikationstechnik unterstützen, individuelle minimal - invasive Therapieverfahren in die Medizin Eingang finden. Die Beherrschung von Licht in allen seinen Eigenschaften – von der Erzeugung über dessen Führung bis hin zur räumlichen und zeitlichen Formung – wird für die Technologien des nächsten Jahrhunderts bestimmend sein. Man spricht daher schon heute vom 21. Jahrhundert als dem Jahrhundert des Lichts. Und doch sind zahlreiche Fragen in der Optik noch ungeklärt.
Ein Beispiel dafür ist die zuverlässige und effiziente Erzeugung von Laserstrahlung mit Emissionswellenlängen im roten (630 nm), grünen (540 nm) und blauen Spektral- Bereich (450 nm) für die digitale Projektions- und Fototechnik. Obwohl die erstmalige Realisierung eines Lasers nunmehr über 40 Jahre zurückliegt, sind die bislang aufgezeigten Lösungsansätze im Allgemeinen ineffizient und ausserordentlich komplex und damit für einen zuverlässigen Langzeitbetrieb ungeeignet. Nach vier Jahrzehnten Laserforschung kommt es aber noch immer zu überraschenden Umsetzungen des Laserkonzeptes. So zeigen neuartige Lösungsansätze auf der Basis von frequenzkonvertierten Ultrakurzpuls- Lasern oder auch so genannte Up- Conversion- Laser das Potential, zukünftigen Anforderungen der Nutzer gerecht werden zu können.
Ein weiterer Entwicklungsschwerpunkt sind Materialien mit neuartigen optischen Eigenschaften, um die Ausbreitung und Wechselwirkung des Lichtes mit der Materie steuern zu können. Als ein Beispiel mag die optische Glasfaser dienen, die bereits heute die Ausbreitung des Lichtes über Zehntausende von Kilometern erlaubt und damit die Nachrichtenübertragung revolutioniert hat und nichtsdestotrotz einen Forschungsgegenstand bildet. Auch die Darstellung künstlicher optischer Materialeigenschaften erscheint heute denkbar. Aus der Erkenntnis, dass sich Photonen in speziellen Materialien – so genannten Photonischen Kristallen – analog zu Elektronen in Kristallgittern verhalten können, resultieren neue potenzielle Anwendungen. Die Herstellung solcher photonischer Kristalle, die als ein-, zwei- oder dreidimensionale Geometrien auftreten, ist extrem kompliziert und erfordert den Rückgriff auf ähnliche Hochtechnologien, wie sie in der Halbleiterelektronik angewendet werden.
Derartige Bauelemente werden in den nächsten Jahren sowohl als miniaturisierte Versionen bekannter optischer Elemente als auch durch die Implementierung ganz neuer optischer Funktionen die optischen Technologien revolutionieren. Optische Technologien stehen an einer vergleichbaren technologischen und wirtschaftlichen Schwelle wie die konventionelle Elektronik Mitte der sechziger Jahre, als der Schritt von den diskreten Bauelementen hin zu den Mikrochips vollzogen wurde. Die optische Systemtechnik, bei der konventionelle optische Funktionseinheiten zu einem System mit übergreifender oder vollständiger Funktionalität integriert werden, bildet hierfür die technologische Plattform, wobei bislang volumenoptisch realisierte Funktionen durch planare Optik zu ersetzen sind. Die Beherrschung dieser Systemtechnik hat für nahezu alle Bereiche einer modernen Volkswirtschaft weitreichende Konsequenzen und kann nur in interdisziplinärer Zusammenarbeit unterschiedlichster Fachrichtungen erreicht werden. Die Deutsche Agenda „Optische Technologien für das 21. Jahrhundert“ führt Vertreter aus Industrie und Wissenschaft im Jahrhundert des Photons zusammen, deren gemeinsames Interesse in der Erarbeitung einer Strategie zur Erschliessung des wirtschaftlichen Potentials der Optik und Lasertechnik liegt.

Prof. Dr. Andreas
Tünnermann ist Direktor
des Instituts für Angewandte
Physik der Friedrich-Schiller-
Universität Jena,
Max-Wien-Platz 1,
07743 Jena.

Entoptische Farben
Laß dir von den Spiegeleien
Unsrer Physiker erzählen,
Die am Phänomen sich freuen,
Mehr sich mit Gedanken quälen. Spiegel hüben, Spiegel drüben,
Doppelstellung, auserlesen;
Und dazwischen ruht im Trüben
Als Kristall das Erdewesen. Dieses zeigt, wenn jene blicken,
Allerschönste Farbenspiele;
Dämmerlicht, das beide schicken,
Offenbart sich dem Gefühle. Schwarz wie Kreuze wirst du sehen,
Pfauenaugen kann man finden;
Tag und Abendlicht vergehen,
Bis zusammen beide schwinden. Und der Name wird ein Zeichen,
Tief ist der Kristall durchdrungen:
Aug in Auge sieht dergleichen
Wundersame Spiegelungen. Laß den Makrokosmus gelten,

Seine spenstischen Gestalten!
Da die lieben, kleinen Welten
Wirklich Herrlichstes enthalten.

(Johann Wolfgang von Goethe)

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