Was sind optische Wirbel?

Optische Wirbel sind spezielle Lichtwellen, die sich spiralförmig drehen. Sie werden auch als optische Vortices oder optische Orbitaldrehimpulse bezeichnet. Man kann sie sich als eine Art wirbelnde Lichtteilchen vorstellen. Optische Wirbel sind in der Regel unsichtbar und können nur indirekt durch ihre Auswirkungen auf andere Objekte nachgewiesen werden.

Wie funktionieren optische Wirbel?

Optische Wirbel entstehen, wenn Licht durch bestimmte Materialien oder optische Elemente läuft. Dabei wird das Licht in eine spiralförmige Form gezwungen. Diese Form ist ähnlich wie bei einem Tornado oder einem Wasserstrudel. Die Spindelrichtung kann dabei sowohl links- als auch rechtsherum sein. Optische Wirbel haben interessante Eigenschaften, wie zum Beispiel eine höhere Intensität in der Mitte des Wirbels oder die Möglichkeit, Objekte zu manipulieren.

Anwendungen von optischen Wirbeln

Optische Wirbel haben zahlreiche Anwendungen in verschiedenen Bereichen. In der Biologie werden sie beispielsweise eingesetzt, um Zellen zu manipulieren oder zu untersuchen. In der Optik können optische Wirbel dazu verwendet werden, Informationen in optischen Fasern zu übertragen. Außerdem werden sie in der Materialbearbeitung eingesetzt, um Materialien präziser zu schneiden oder zu bohren.

Beispiel: Optische Wirbel in der Kommunikationstechnologie

Ein Beispiel für die Anwendung von optischen Wirbeln in der Kommunikationstechnologie ist die sogenannte Orbitaldrehimpuls-(ODI-)Modulation. Dabei wird die Information in Form von optischen Wirbeln in einer optischen Faser übertragen. Im Gegensatz zu herkömmlichen Übertragungsverfahren, bei denen die Information in Form von Lichtintensität moduliert wird, kann bei der ODI-Modulation eine viel höhere Datenrate erreicht werden. Eine weitere Anwendung von optischen Wirbeln in der Kommunikationstechnologie ist die Verwendung als Verschlüsselungstechnologie. Mit Hilfe von optischen Wirbeln kann eine sichere Übertragung von Informationen gewährleistet werden.