Neue Laserklasse mit Transferpreis WissensWerte 2004 ausgezeichnet

Transferpreis WissensWerte 2004 geht an Forscher des Ferdinand-Braun-Instituts für Höchstfrequenztechnik

Das Ferdinand-Braun-Institut für Höchstfrequenztechnik (FBH) in Berlin-Adlershof wird am heutigen Montag, 21. Juni, mit dem Transferpreis WissensWerte 2004 des TSB Fördervereins Technologiestiftung Berlin e.V. ausgezeichnet. Der Preis würdigt die Forschungsleistung bei der Neuentwicklung hochbrillanter Diodenlaser und geht an die Wissenschaftler Dr. Götz Erbert, Dr. Andreas Klehr, Dr. Bernd Sumpf und Dr. Hans Wenzel. Die so genannten Distributed-Feedback-Laser (DFB-Laser) sind spektral extrem schmalbandig. Sie zeichnen sich durch eine hohe Strahlqualität, stabile Wellenlänge und gleichzeitig hohe Ausgangsleistung aus. Außerdem stehen mit den neuen hochbrillanten DFB-Lasern sehr viel kostengünstigere Laserquellen als bisher zur Verfügung, die in großer Stückzahl produziert werden können.

Bereits heute werden die neuen DFB-Laser international erfolgreich vermarktet. Die Ausgründung des FBH, eagleyard Photonics GmbH, hat seit Januar 2004 namhafte Kunden in Europa, Japan und den USA für die leistungsstarken Diodenlaser gewonnen.

Die Innovation aus dem FBH wurde unter insgesamt 38 wissenschaftlichen Arbeiten aus Berlin und Brandenburg ausgewählt. Der mit 10.000 Euro dotierte Preis wird dieses Jahr zum zweiten Mal für eine wissenschaftliche Entwicklung mit hohem Innnovationspotenzial und großen Realisierungschancen verliehen. Eine Verwendung für das Preisgeld ist bereits gefunden. „Wir möchten mit dem Geld etwas Nachhaltiges schaffen und in die Zukunft investieren, daher haben wir uns entschieden, gemeinsam mit eagleyard einen zusätzlichen Mikrotechnologen auszubilden“, erläutert Prof. Günther Tränkle, Direktor des Ferdinand-Braun-Instituts.

Details zu den neuen Diodenlasern

Bisher gab es im Wesentlichen zwei Klassen von Diodenlasern. Die einen sind hochbrillant – das heißt, sie strahlen in einem genau definierbaren Wellenlängenbereich mit hoher Strahlqualität -, haben aber eine geringe Ausgangsleistung von nur einigen tausendstel Watt (mW). Die anderen haben weitaus mehr „Power“ (einige Watt), besitzen jedoch eine weit geringere Strahlqualität und spektrale Bandbreite. Der DFB-Laser aus dem Adlershofer Ferdinand-Braun-Institut erreicht nun eine Leistung von mehr als 0,4 Watt. Zum Vergleich: Laser in CD-Playern haben eine Leistung von 0,002 bis 0,005 Watt, also einige mW. Der DFB-Laser weist überdies eine enorme Brillanz auf. Dies ist entscheidend für Anwendungen in der Telekommunikation, aber auch in der Materialanalyse. Weitere Einsatzmöglichkeiten liegen in der Spektroskopie, Messtechnik, Sensorik und Atomphysik.

Patentierte Schichttechnologie

Die Ausgangsleistung und die Brillanz konnten erhöht werden, weil es im FBH gelang, periodische Strukturen mit zirka 200 Nanometer Länge, so genannte Bragg-Gitter, in Hochleistungsdiodenlaser zu integrieren. Ein solches Gitter sieht aus wie Ackerfurchen. Unvorstellbar kleine Furchen freilich: zweihundert Furchen nebeneinander sind nur so breit wie der Durchmesser eines einzigen Haares. Die neue Technologie beruht auf dem exakt definierten kristallinen Schichtwachstum unterschiedlicher Kristallmaterialien im Nanometer-Bereich. In diese Schichten wird das Bragg-Gitter geätzt und in einem zweiten Schritt überwachsen – wie eine Schneedecke, die die Furchen bedeckt. Genau dieser zweite Schritt konnte durch die neuen Schichtstrukturen so gut ausgeführt werden, dass die hohen Leistungen auch mit großer Zuverlässigkeit möglich sind. Das weltweit einzigartige Verfahren wurde im Januar 2001 zum Patent angemeldet.

Der neue Laser erzeugt brillantes Licht mit gleichsam fein justierbaren Wellenlängen von 760 bis 980 Nanometer (rotes bis infrarotes Licht). Die Unschärfe der Wellenlänge (Linienbreite) des Lichts dieser Diodenlaser ist so gering, dass die Wellenlänge auf 7 Stellen hinter dem Komma angegeben werden kann. Wenn die Schwankungen der Stromversorgung und die Umgebungstemperatur hinreichend gering sind, ist es sogar möglich, diese Unschärfe um weitere zwei Kommastellen zu verringern.

Das FBH
Das Ferdinand-Braun-Institut für Höchstfrequenztechnik ist eines der weltweit führenden Institute für anwendungsorientierte und industrienahe Forschung in der Mikrowellentechnik und Optoelektronik. Auf der Basis von III/V-Verbindungshalbleitern realisiert es Hochfrequenz-Bauelemente und Schaltungen für Anwendungen in der Kommunikationstechnik und Sensorik sowie hochbrillante Diodenlaser für die Materialbearbeitung, Lasertechnologie, Medizintechnik und Präzisionsmesstechnik. Die enge Zusammenarbeit des FBH mit Industriepartnern und Forschungseinrichtungen garantiert die schnelle Umsetzung der Ergebnisse in praktische Anwendungen. Das Institut beschäftigt 150 Mitarbeiter und hat einen Etat von 14 Millionen Euro. Es gehört zum Forschungsverbund Berlin e.V. (FVB) und ist Mitglied der Leibniz-Gemeinschaft.

Der Forschungsverbund Berlin
Im Forschungsverbund Berlin (FVB) sind acht natur-, umwelt- und lebenswissenschaftlich orientierte Institute zusammengeschlossen, die wissenschaftlich eigenständig sind, aber im Rahmen einer einheitlichen Rechtspersönlichkeit gemeinsame Interessen wahrnehmen. Alle Institute des FVB gehören zur Leibniz-Gemeinschaft.

Über eagleyard Photonics
Die 2002 neu gegründete Firma eagleyard Photonics GmbH ist ein hoch innovatives Unternehmen mit einem rasanten Wachstum auf dem Gebiet der Optischen Technologien. Sie ist Entwickler und Hersteller von Hochleistungslaserdioden mit Wellenlängen von 730nm bis 1120nm für medizinische, wissenschaftliche und industrielle Anwendungsbereiche. Das Portfolio umfasst single mode laser, Breitstreifenlaser, ridge waveguide laser, tapered laser, DFB und DBR Laser.