Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Energiequellen der Zukunft: Neuartige Diodenlaser für Ultrahochleistungslaser-Anwendungen

07.06.2013
Das FBH stellt auf der CLEO 2013 aktuelle Ergebnisse seines Projekts CryoLaser vor. CryoLaser wurde als „hot topic“ für das zentrale Presse-Event der renommierten Fachkonferenz in San Jose, USA, ausgewählt.

Hochleistungs-Laseranwendungen der Zukunft – darauf zielen aktuelle Entwicklungen zu Diodenlasern aus dem Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik (FBH).


Leistungsstarke Laserbarren - CryoLaser

Die im Projekt CryoLaser am FBH entwickelten Laserbarren wurden im Hinblick auf eine extrem hohe Leistungsdichte optimiert. Damit eignen sie sich besonders für neuartige Ultrahochleistungslaser-Anwendungen - wie etwa die laserinduzierte Fusion zur Energiegewinnung.
© FBH/schurian.com

Weltweit arbeiten Forscherteams zurzeit an einer neuen Generation von Ultrahochleistungslasern. Sie sind Arbeitsmittel für die Grundlagenforschung, für neuartige Anwendungen in der Medizin und nicht zuletzt Basis für die laserinduzierte Fusion. Als saubere und hocheffiziente Energiequellen könnten Großanlagen, die diese Technologie nutzen, künftig die Energieversorgung der Menschheit sichern. Ultrahochleistungslaser erfordern nicht nur extrem leistungsfähige, sondern auch in riesiger Stückzahl kostengünstig hergestellte Diodenlaser.

Das entsprechende Design und die Technologie optimiert das FBH im Rahmen des Leibniz-Projektes CryoLaser. Eine höhere Leistungsdichte ist dabei unerlässlich, um die Kosten pro Photon zu senken – so verringert sich der Materialeinsatz. Dazu müssen Wirkungsgrad und Materialqualität erheblich verbessert werden. Das neuartige Konzept nutzt innovative Designs, die für den Laserbetrieb unter dem Gefrierpunkt (-73°C / 200 K) optimiert sind. In diesem Temperaturbereich lässt sich die Leistungsfähigkeit von Diodenlasern deutlich steigern.

Aktuelle Ergebnisse aus CryoLaser präsentiert der FBH-Wissenschaftler Paul Crump in seinem eingeladenen Vortrag am 12. Juni bei der CLEO in San Jose, USA. Das hochaktuelle Thema wurde vom Veranstalter zudem für die zentrale Presseveranstaltung ausgewählt. Die Ergebnisse konzentrieren sich auf Laserbarren im Wellenlängenbereich von 930 bis 970 nm.

Derartige Diodenlaser sind die Grundbausteine für Pumpquellen von Ytterbium-dotierten Kristallen in Großlaseranlagen, in denen ein gepulster Lichtstrahl mit Peta-Watt Leistungsspitze im Pikosekunden-Bereich erzeugt wird. Die einzelnen Laserbarren dieser Pumpquellen emittieren 1,2 Millisekunden lange optische Pulse mit einer bisher typischen Leistung im Bereich von 300 bis 500 Watt. Erste Tests von FBH-Laserbarren bei -50°C ergaben weltweite Bestwerte von 1,7 Kilowatt (kW) Spitzenleistung pro Barren, das entspricht einer Pulsenergie von je 2 Joule.

Bislang konnte diese Pumpenergie nur durch Bündelung der Strahlung von mindestens fünf Laserbarren erreicht werden. Aktuell arbeitet das FBH-Team an der Steigerung des elektro-optischen Wirkungsgrades von derzeit 50% bei der angestrebten Betriebsleistung von 1,6 kW pro Barren auf Werte über 80%.
Das FBH deckt in diesem Forschungsprojekt die komplette Wertschöpfungskette ab, vom Design bis zu ersten Prototypen, die an Partner geliefert werden. Wie bereits in früheren Forschungsarbeiten werden die Pumpquellen gemeinsam mit den weltweit führenden Gruppen evaluiert, die sich mit Ultrahochleistungslasern für die laserinduzierte Kernfusion beschäftigen: LIFE in den USA, HiPER in Europa.

Weitere Informationen zu CryoLaser & CLEO
www.fbh-berlin.de/sondervorhaben/cryolaser
Publikation: P. Crump, C. Frevert, H. Wenzel, F. Bugge, S. Knigge, G. Erbert and G. Tränkle “Cryolaser: Innovative Cryogenic Diode Laser Bars Optimized for Emerging Ultra-high Power Laser Applications,” Paper JW1J.2, Proc. CLEO, San Jose, USA (2013).
Fachkonferenz und Messe CLEO (9.-14.06.2013) in San Jose, USA
http://www.cleoconference.org
Petra Immerz
Communication & Public Relations Manager
Ferdinand-Braun-Institut
Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik
Gustav-Kirchhoff-Straße 4
12489 Berlin
Tel. +49.30.6392-2626
Fax +49.30.6392-2602
E-Mail petra.immerz@fbh-berlin.de
www.fbh-berlin.de
http://twitter.com/FBH_News
Hintergrundinformationen - das FBH
Das Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik (FBH) ist eines der weltweit führenden Institute für anwendungsorientierte und industrienahe Forschung in der Mikrowellentechnik und Optoelektronik. Es erforscht elektronische und optische Komponenten, Module und Systeme auf der Basis von Verbindungshalbleitern. Diese sind Schlüsselbausteine für Innovationen in den gesellschaftlichen Bedarfsfeldern Kommunikation, Energie, Gesundheit und Mobilität. Leistungsstarke und hochbrillante Diodenlaser, UV-Leuchtdioden und hybride Lasersysteme entwickelt das Institut vom sichtbaren bis zum ultravioletten Spektralbereich. Die Anwendungsfelder reichen von der Medizintechnik, Präzisionsmesstechnik und Sensorik bis hin zur optischen Satellitenkommunikation. In der Mikrowellentechnik realisiert das FBH hocheffiziente, multifunktionale Verstärker und Schaltungen, unter anderem für energieeffiziente Mobilfunksysteme und Komponenten zur Erhöhung der Kfz-Fahrsicherheit. Kompakte atmosphärische Mikrowellenplasmaquellen mit Niederspannungsversorgung entwickelt es für medizinische Anwendungen, etwa zur Behandlung von Hauterkrankungen. Die enge Zusammenarbeit des FBH mit Industriepartnern und Forschungseinrichtungen garantiert die schnelle Umsetzung der Ergebnisse in praktische Anwendungen. Das Institut beschäftigt 260 Mitarbeiter und hat einen Etat von 22 Millionen Euro. Es gehört zum Forschungsverbund Berlin e.V. und ist Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft.

Petra Immerz | FBH Berlin
Weitere Informationen:
http://www.fbh-berlin.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht TU Ilmenau erforscht innovative mikrooptische Bauelemente für neuartige Anwendungen
21.09.2017 | Technische Universität Ilmenau

nachricht Bald bessere Akkus?
21.09.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zum Biomining ab Sonntag in Freiberg

22.09.2017 | Veranstaltungen

Die Erde und ihre Bestandteile im Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

DFG bewilligt drei neue Forschergruppen und eine neue Klinische Forschergruppe

22.09.2017 | Förderungen Preise

Lebendiges Gewebe aus dem Drucker

22.09.2017 | Biowissenschaften Chemie