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Winzlinge mit großer Power

04.04.2003


Das Lasersystem ist winzig, wie der Vergleich mit einer Büroklammer zeigt. Seine Leistung übertrifft jedoch die eines Laserpointers um das Zweitausendfache. Foto: BESSY


Das Berliner Ferdinand-Braun-Institut für Höchstfrequenztechnik (FBH) präsentiert auf der Hannover-Messe eine Hochleistungs-Laserdiode. Nur fingernagelgroß, ist sie zweitausendmal leistungsfähiger als ein Laserpointer. FBH-Wissenschaftler haben sie mit Kollegen der Berliner Elektronenspeicherring-Gesellschaft (BESSY) im Rahmen des Berliner Zentrums für Mikrosystemtechnik (ZEMI) realisiert. Anwendungen reichen von der Spektroskopie über Datenübertragung bis zur Displaytechnologie.


Das Lasersystem ist nur so groß wie ein Fingernagel, doch es ist zweitausend mal leistungsfähiger als ein Laserpointer. Die Hochleistungslaserdiode kommt aus Berlin-Adlershof: Wissenschaftler des Ferdinand-Braun-Instituts für Höchstfrequenztechnik (FBH) haben sie zusammen mit Kollegen der Berliner Elektronenspeicherring-Gesellschaft (BESSY) entwickelt. Das Projekt wurde im Rahmen des Berliner Zentrums für Mikrosystemtechnik (ZEMI) realisiert. Anwendungen für diese starke und hochwertige Laserstrahlung reichen von der Spektroskopie über die Datenübertragung bis zur Displaytechnologie. Der neue "Master Oszillator Power Amplifier" (MOPA) wird auf der Hannover Messe (7. bis 12. April) präsentiert.

MOPA zeichnet sich durch mehrere Besonderheiten aus. Zum einen hat er eine hohe Strahlungsleistung von 2 Watt im Dauerbetrieb; die maximale Lichtleistung beträgt 3 Watt. Zum Vergleich: Ein Laserpointer strahlt mit weniger als 1 Tausendstel Watt (Milliwatt), ein Laser wie er in handelsüblichen CD-Playern eingebaut ist strahlt mit 2,5 Milliwatt. Diese hohe Lichtleistung des MOPA geht einher mit sehr guten Strahleigenschaften. Die Strahlung ist auf einen sehr engen Wellenlängenbereich begrenzt - Experten sprechen von einer geringen Linienbreite oder von schmalbandig. Im Fall der neu entwickelten Diode beträgt die Linienbreite weniger als 0,2 Nanometer (nm). Der MOPA strahlt dabei in der Wellenlänge von 1064 nm, also im infraroten Bereich. Der eigentlich Clou an dem Bauteil aber ist die hochpräzise Fertigung, die es erlaubt, die drei Komponenten auf einer winzigen "Bank" aus Silizium exakt hintereinander zu positionieren. Diese mikrooptische Bank misst 12,3 mal 8 Millimeter. Darauf befinden sich eine schmalbandige Laserdiode (Master Oszillator), eine Glaslinse sowie ein leistungsfähiger Trapezverstärker (Power Amplifier). Die Fertigung der einzelnen Komponenten und ihre Montage müssen sehr exakt erfolgen. Die Abweichungen betragen weniger als ein Tausendstel Millimeter. Die Genauigkeit liegt also im Sub-Mikrometerbereich. Silizium eignet sich als Trägermaterial besonders gut, weil die winzigen Strukturen mit fotolithografischen Verfahren erzeugt werden können. Dies ist bei der Mikrochipherstellung seit langem Standard.

Noch handelt es sich nur um einen Prototypen, doch die Entwickler sind überzeugt, dass sich ihr Verfahren für eine Produktion im größeren Maßstab eignet. Das FBH hat hierin viel Erfahrung. Bisher hat es MOPAs im Wellenlängenbereich von 860 nm bis 1064nm entwickelt und charakterisiert.

Das Ferdinand-Braun-Institut ist weltweit führend in der Entwicklung und Fertigung von Hochleistungs-Halbleiterlaserdioden. Es ist ein Institut im Forschungsverbund Berlin e.V. FBH und BESSY sind Teil der Leibniz-Gemeinschaft. Die 80 Institute der Leibniz-Gemeinschaft arbeiten nachfrageorientiert und interdisziplinär. Sie sind von überregionaler Bedeutung, betreiben Vorhaben im gesamtstaatlichen Interesse und werden von Bund und Ländern gemeinsam gefördert.

ZEMI bündelt die Ressourcen und das Know-how der TU Berlin und der Berliner außeruniversitären Forschung zur Mikrosystemtechnik in Adlershof. Es bietet Entwicklungen, Dienstleistungen und Produkte der Mikrosystemtechnik aus einer Hand. ZEMI wird durch den Senat von Berlin und die Europäische Union gefördert.

Ansprechpartner:
Dipl.-Phys. Volker Bentlage, Tel.: 030/6392-2610; bentlage@fbh-berlin.de (mobil auf der Hannover Messe am 7. und 8. April: 0160 / 5 10 60 34. Hinweis an Redaktionen: Diese Nummer bitte nicht veröffentlichen!)

Dr. Otto Richter, Tel.: 030/6392-3390; orichter@zemi-berlin.de

Auf Wunsch kann Bildmaterial per E-Mail zur Verfügung gestellt werden. Anfragen bitte an bentlage@fbh-berlin.de

Josef Zens | idw
Weitere Informationen:
http://www.fbh-berlin.de
http://www.zemi-berlin.de
http://www.bessy.de

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