Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Mittendrin – Laser für 3D-Fernsehen

16.04.2014

Wer künftig vor dem Fernseher sitzt, dem begegnen die Helden der Filme zum Greifen nah, dreidimensional und mitten im Raum. Ganz ohne lästige Spezialbrille und mit besserer Schärfe und Tiefenwirkung, als dies bisher schon möglich ist.

Das jedenfalls ist die Vision von Elektronikkonzernen wie LG aus Südkorea. Um sie Realität werden zu lassen, hat sich das Unternehmen mit hochkarätigen Forschungsinstitutionen zusammengetan, die die hierfür benötigte spezielle Lasertechnologie entwickeln.


Leistungsfähige hybrid-integrierte Diodenlaser-Module für die Displaytechnologie.

Foto: FBH/P. Immerz

In dem Projekt DisKo, das von der Koreanischen Regierung zunächst von 2012 bis 2015 finanziert wird, kooperiert LG unter Leitung des Korea Electronics Technology Institute (KETI) mit dem koreanischen Unternehmen QSI und dem Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik (FBH), das weltweit führend ist in der Technologie von kompakten Diodenlasersystemen. 

Der Technologiesprung im 3D-Effekt soll durch Holografie möglich werden. Mit diesem Abbildungsverfahren können Abstände im Raum bestimmt werden, indem registriert wird, in welcher Phase seiner Wellenbewegung das Licht auf ein Objekt trifft. Das funktioniert aber nur mit sehr gutem Laserlicht, weil nur das die nötige Kohärenz besitzt, seine Lichtwellen also auch in großer Entfernung von der Quelle alle noch im erforderlichen Gleichtakt schwingen.

„Dafür werden möglichst kompakte und leistungsstarke Laser gebraucht, die eine sehr gute Strahlqualität haben und eine schmale spektrale Bandbreite“, sagt Katrin Paschke, die Projektleiterin von Seiten des FBH. „Alle diese Eigenschaften unter einen Hut zu bekommen, ist gar nicht so einfach, noch dazu bei drei verschiedenen Lasertypen.“ Denn für das Fernsehen werden sogenannte RGB-Lichtquellen gebraucht, in Rot, Grün und Blau. Und noch ist die Laser-Technologie nicht für alle diese Farben gleich weit entwickelt. 

Für die Anforderungen klein, kompakt und leistungsstark sind Halbleiterlaser das Maß aller Dinge. Sie werden als wenige Quadratmillimeter kleine Chips realisiert, in denen leitende und halbleitende Materialien übereinander geschichtet sind. Das Laserlicht selbst entsteht in der aktiven Laserschicht; darüber werden Gräben geätzt, um den Strahl zu formen.

Für die 3D-Fernseher gilt es, Strahlqualität und Kohärenzlänge noch weiter zu verbessern, wobei letzteres gleichbedeutend ist mit einer Reduzierung der spektralen Bandbreite. Um dies zu erreichen, arbeiten die FBH-Forscher mit einem Trick: Sie nutzen ein Gitter, das als Wellenlängenfilter operiert und so eine bestimmte Wellenlänge verstärkt und die anderen unterdrückt. Um den Laseraufbau möglichst kompakt zu halten, wird auch das Gitter in die Schichtstruktur des Lasers geätzt. „Bei Rot sind wir am FBH weltweit die ersten, die diese Art von Laserchip gut herstellen können“, sagt Paschke.

Prinzipiell sind mit diesen Lasern sehr hohe Leistungen möglich, die allerdings auch zu einer Belastung für das Material werden können: es droht zu schmelzen. „Also erzeugen wir weniger Leistung im Laser selbst und verstärken diese dafür mit einem nachgeschalteten Verstärker, ebenfalls ein Halbleiterkristall“, erläutert Katrin Paschke. Ein Mikroisolator zwischen Laser und Verstärker sorgt außerdem dafür, dass an weiteren optischen Elementen wie Linsen rückgestreute Strahlung blockiert wird, um die spektrale Qualität nicht zu zerstören.

Der Laserchip für das 3D-Fernsehen ist gerade in der Prozesstechnik fertig geworden und wird nun ausgiebig getestet, ebenso der Verstärker. Später wird alles in einem Ensemble von der Größe einer Streichholzschachtel untergebracht sein.

„Für grünes und blaues Licht sind Halbleiter immer noch eine komplexe Angelegenheit“, betont Paschke. Um auch bei diesem höherfrequenten Licht die gewünschte Qualität zu erzielen, nutzen die FBH-Forscher für diese beiden Spektralbereiche die sogenannte Frequenzverdopplung. Hierbei erzeugt das beschriebene Lasersystem Licht der halben Frequenz, die dann beim Durchlauf durch einen speziellen Kristall verdoppelt wird. 

Bis die FBH-Laser ihren Dienst in den neuartigen 3D-Fernsehern versehen, dürften noch einige Jahre vergehen. Um den enormen Rechenaufwand, den die Holografie benötigt, im Rahmen zu halten, soll nicht das gesamte Bild in ein Hologramm umgesetzt werden, sondern nur der Bildausschnitt, den ein Zuseher gerade betrachtet. Wohin er schaut, registrieren Kameras, so dass die Zuschauerzahl zunächst auf fünf beschränkt sein wird.

Kontakt:
Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik (FBH)
Petra Immerz
Kommunikation & Public Relations
Tel.: (030) 6392-2626
petra.immerz@fbh-berlin.de

Weitere Informationen:

http://www.fbh-berlin.de

Gesine Wiemer | Forschungsverbund Berlin e.V.

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Kompakte Rangierfelder für RJ45-Module
25.09.2017 | PHOENIX CONTACT GmbH & Co.KG

nachricht Sicherungsklemmen für unterschiedliche Einsatzgebiete
18.09.2017 | PHOENIX CONTACT GmbH & Co.KG

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: LaserTAB: Effizientere und präzisere Kontakte dank Roboter-Kollaboration

Auf der diesjährigen productronica in München stellt das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT das Laser-Based Tape-Automated Bonding, kurz LaserTAB, vor: Die Aachener Experten zeigen, wie sich dank neuer Optik und Roboter-Unterstützung Batteriezellen und Leistungselektronik effizienter und präziser als bisher lasermikroschweißen lassen.

Auf eine geschickte Kombination von Roboter-Einsatz, Laserscanner mit selbstentwickelter neuer Optik und Prozessüberwachung setzt das Fraunhofer ILT aus Aachen.

Im Focus: LaserTAB: More efficient and precise contacts thanks to human-robot collaboration

At the productronica trade fair in Munich this November, the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT will be presenting Laser-Based Tape-Automated Bonding, LaserTAB for short. The experts from Aachen will be demonstrating how new battery cells and power electronics can be micro-welded more efficiently and precisely than ever before thanks to new optics and robot support.

Fraunhofer ILT from Aachen relies on a clever combination of robotics and a laser scanner with new optics as well as process monitoring, which it has developed...

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...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Legionellen? Nein danke!

25.09.2017 | Veranstaltungen

Posterblitz und neue Planeten

25.09.2017 | Veranstaltungen

Hochschule Karlsruhe richtet internationale Konferenz mit Schwerpunkt Informatik aus

25.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Legionellen? Nein danke!

25.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Hochvolt-Lösungen für die nächste Fahrzeuggeneration!

25.09.2017 | Seminare Workshops

Seminar zum 3D-Drucken am Direct Manufacturing Center am

25.09.2017 | Seminare Workshops