Wissenschaftlern aus Singapur gelingt es, Farbbilder mit einer Auflösung von rund 100.000 Punkten pro Zoll herzustellen - das entspricht der optischen Beugungsgrenze für sichtbares Licht. Nie zuvor hat es so scharfe Farbbilder gegeben. Getestet haben die Forscher ihre Technik am so genannten "Lena-Bild", einem "Playboy"-Ausschnitt aus dem Jahr 1972.

Forscher aus Singapur haben die schärfsten Farbbilder der Welt hergestellt. Mit einer Auflösung von rund 100.000 Punkten pro Zoll (dpi) erreiche die Technik die optische Beugungsgrenze für sichtbares Licht, schreibt die Gruppe um Joel Yang vom Institut für Materialforschung der staatlichen Singapurer Forschungsagentur A*STAR im Journal "Nature Nanotechnology". Der Superfeindruck sei rund zehn Mal schärfer als frühere Versuche und könne unter anderem für Sicherheitszwecke interessant sein, beispielsweise für Dokumente oder Banknoten, sowie für neuartige optische Datenspeicher.

Ganz so einfach wie mit einem Tintenstrahldrucker funktioniert die Technik allerdings nicht. Denn für die gewünschte Auflösung lassen sich nicht einfach Farbstoffe auf einer Oberfläche verteilen. Die Forscher um Yang nutzen stattdessen die optischen Eigenschaften von Nanostrukturen, um Farben zu erzeugen. Per Elektronenstrahl-Lithographie schrieben sie ein feines Säulenmuster in eine Glasoberfläche, die anschließend mit Silber bedampft wurde. Größe und Abstand der einzelnen Säulen bestimmen die optischen Eigenschaften und damit die Farbe der Lichtreflexion. Die kreisrunden Säulen sind 50 bis 140 Nanometer (millionstel Millimeter) dick und zwischen 30 und 120 Nanometer voneinander entfernt. Je vier bilden einen farbigen Bildpunkt (Pixel).

"Playmate" Söderberg dient als Testobjekt

Zum Test der Technik druckten die Wissenschaftler eine Miniaturversion des sogenannten Lena-Bildes, das sich als ein Standardmotiv für Qualitätstests in der Bildverarbeitung etabliert hat. Kurioserweise handelt es sich dabei um einen Ausschnitt aus dem zentralen Klappbild des US-Magazins "Playboy" vom November 1972. Es zeigt Kopf und Schulterpartie der Schwedin Lena Söderberg, die sich damals als "Playmate" für das Magazin fotografieren ließ. Angeblich eignet sich der Ausschnitt aus diesem Foto besonders gut, um Kontrast- und Detailreichtum zu testen. Söderberg hat erst nach rund 25 Jahren von ihrer Popularität bei der Bildverarbeitung erfahren, wie es auf der Website www.lenna.org heißt.

Das Mini-Testbild ist nur 50 mal 50 tausendstel Millimeter (Mikrometer) groß, die einzelnen Bildpunkte haben einen Abstand von rund 250 millionstel Millimetern (Nanometern). Das entspricht in etwa der halben Wellenlänge von sichtbarem Licht. Noch feinere Details lassen sich bei diesen Wellenlängen aus physikalischen Gründen nicht mehr auflösen. Das Testbild gleiche dem Original bemerkenswert gut, bis hinunter zu einzelnen Pixeln, schreiben die Forscher. Die Technik lasse sich auch für große Druckauflagen verwenden, indem aus einer per Elektronenstrahl-Lithographie hergestellten Schablone zahlreiche Bilder gepresst würden.