Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Ferdinand-Braun-Institut stellt mehrere Neuentwicklungen auf der Laser Optics Berlin vor

08.03.2010
Halbleiterlaser setzen sich im Hinblick auf Zuverlässigkeit, Miniaturisierung, hohe Leistungen und hohe Effizienzen in immer mehr Laseranwendungen durch. Branchen­treffpunkt und Leistungsschau ist die Laser Optics Berlin, die vom 22. - 24. März 2010 unter dem Funkturm stattfindet.

Der begleitende Kongress steht für die enge Verzahnung von Wissenschaft und Anwendung in der Laser-Optik-Branche. An seinem Messestand (Halle 18, Stand 404) wie auch auf dem Kongress stellt das Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik (FBH) verschiedene Neuentwicklungen vor:

Kompake Lasersysteme für Displays

Auf dem Weg zum Laserfernsehen oder hin zu deutlich kleineren Laserdisplays für Planetarien und Flugsimulatoren sind die Wissenschaftler am FBH ein großes Stück vorangekommen: Das Aufbaukonzept eines hybriden Systems wurde bei 488 Nanometern (nm), einer etablierten Wellenlänge für verschiedene spektroskopische Anwendungen aber auch für Displays, erfolgreich demonstriert. Mittels Frequenz­verdoppelung wird dabei infrarotes Laserlicht bei 976 nm über einen nichtlinearen Kristall in blaues Licht umgewandelt – die Wellenlänge halbiert sich dadurch auf 488 nm. Bislang brauchte dieses Konzept in etwa einen Quadratmeter Laborfläche, nun wurde es auf die Größe einer Streichholzschachtel miniaturisiert. Das Modul läuft temperatur- und wellenlängenstabil und ist ein Demonstrator, der flexibel auf alle benötigten Wellenlängen übertragen werden kann.

Bei der Miniaturisierung des Laboraufbaus – das Modul misst nur ca. 25x10x50 mm – wird die Ausgangsleistung von einem Watt konstant gehalten – der Experte spricht von rauscharmer Dauerstrichleistung. Solche hybriden Diodenlasersysteme sind aus unterschiedlichen Baugruppen aufgebaut, bei denen die hochpräzise Montage der Mikrooptiken eine besondere Herausforderung darstellt. Die etwa erbsengroßen Linsen müssen mit einer Genauigkeit von besser als ein Mikrometer (µm) justiert werden. Das verlangt eine außerordentliche Präzision in „haarigen“ Größenordnungen, denn 1 µm entspricht in etwa einem Fünfzigstel des Durchmessers eines menschlichen Haares. Ein zweiter kritischer Punkt ist das thermische Management des Aufbaus. Der Kristall, der für die Frequenzverdopplung und damit für die Umwandlung des Laserstrahls in sichtbares Licht benötigt wird, arbeitet bei 50°C, der Laser jedoch bei Zimmertemperatur. Beide Temperaturen müssen strikt voneinander getrennt werden: Der Laser darf sich nicht erwärmen und die Temperatur des Kristalls muss auf 0,1°C genau eingestellt werden, da schon kleinste Abweichungen zu Leistungseinbußen von mehr als 50% führen würden.

Im nächsten Schritt steht nun die Übertragung des Konzepts auf Laser an, die blaues Licht bei einer Wellenlänge von 460 nm und grünes Licht bei 530 nm emittieren – dies sind die für die Displaytechnologie optimalen Wellenlängen. Die für den Aufbau benötigten Pumplaser mit Wellenlängen von 920 nm für blaue bzw. 1060 nm für grüne Laser wurden bereits entwickelt.

Pulspicker für ultrakurze Lichtimpulse

Eine weitere Neuentwicklung aus dem FBH ist der Pulspicker, ein neuartiges Konzept, bei dem einzelne Pulse aus den hochfrequenten Impulsfolgen eines Kurzpulslasers „herausgepickt“ werden können. Lasersysteme mit Pulspickern können beispielsweise in der Lasermaterialbearbeitung, bei biomedizinischen Untersuchungstechniken auf der Basis der Fluoreszenzspektroskopie und der Laserentfernungsmessung eingesetzt werden. Mit dem Pulspicker steht ein kompaktes Modul auf rein halbleitertechnologischer Basis zur Verfügung, das ultrakurze Lichtimpulse kleiner als zehn Pikosekunden mit nahezu beliebigen Folgefrequenzen vom Kilohertz- bis in den 100-Megahertz-Bereich bereitstellen kann. Das Konzept nutzt sowohl ein maßgeschneidertes Design für die Lichtführung aus der Technologie für Hochleistungsdiodenlaser als auch optimierte Hochfrequenz (HF)-Komponenten der Galliumnitrid-Elektronik. Der Pulspicker vereint somit in idealer Weise HF-Technologie und Elektronik mit der Entwicklung von Hochleistungsdiodenlasern, beides sind Kernkompetenzen am Ferdinand-Braun-Institut.

Hocheffiziente Diodenlaser mit extrem schmalem Spektrum

Das FBH stellt auf der Laser Optics Berlin zudem hocheffiziente und leistungsstarke Diodenlaser vor. So wurden DFB-Breitstreifen-Diodenlaser entwickelt, deren optische Leistung gegenüber den leistungsstärksten bisher verfügbaren DFB-Lasern mehr als verdoppelt wurde. Weltweit erstmalig wurden aus einem 100 µm breiten Laserstreifen Leistungen von mehr als 10 Watt in einem Spektralbereich deutlich kleiner als ein Nanometer erzielt. Die Laser besitzen zugleich eine hohe Konversionseffizienz: Der Anteil an elektrischer Energie, der in Licht umgewandelt wird, beträgt bis zu 58 Prozent und liegt damit knapp unter dem konventioneller Hochleistungsdiodenlaser, die jedoch typischerweise eine deutlich größere spektrale Breite von 2 bis 3 nm haben. Die neuartigen Diodenlaser sind eine kostengünstige Option für Laserstrahlquellen mit hoher optischer Leistung und schmalem Spektrum. Sie erschließen Anwendungsmöglichkeiten für neue Hochleistungslasersysteme, die Wellenlängenmultiplex zur Verbesserung der Strahlqualität nutzen – dabei können verschiedene Wellenlängen über ein wellen­längenselektives Element besser auf einen Punkt überlagert werden, die Systeme werden leistungsfähiger. Eine weitere Anwendungsmöglichkeit sind besonders effiziente Pumplaser mit einer schmalen spektralen Linienbreite. Pumplaser werden als Anregungs­laser von Faser- und Festkörperlasern beispielsweise in der Materialbearbeitung benötigt.

Petra Immerz
Communications 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

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 230 Mitarbeiter und hat einen Etat von 21 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 Messenachrichten:

nachricht Medica 2017 – TU Kaiserslautern präsentiert Fortschritte in der Medizintechnologie
20.10.2017 | Technische Universität Kaiserslautern

nachricht Biokunststoffe könnten auch in Traktoren die Richtung angeben
18.10.2017 | Hochschule Hannover

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Hochfeldmagnet am BER II: Einblick in eine versteckte Ordnung

Seit dreißig Jahren gibt eine bestimmte Uranverbindung der Forschung Rätsel auf. Obwohl die Kristallstruktur einfach ist, versteht niemand, was beim Abkühlen unter eine bestimmte Temperatur genau passiert. Offenbar entsteht eine so genannte „versteckte Ordnung“, deren Natur völlig unklar ist. Nun haben Physiker erstmals diese versteckte Ordnung näher charakterisiert und auf mikroskopischer Skala untersucht. Dazu nutzten sie den Hochfeldmagneten am HZB, der Neutronenexperimente unter extrem hohen magnetischen Feldern ermöglicht.

Kristalle aus den Elementen Uran, Ruthenium, Rhodium und Silizium haben eine geometrisch einfache Struktur und sollten keine Geheimnisse mehr bergen. Doch das...

Im Focus: Schmetterlingsflügel inspiriert Photovoltaik: Absorption lässt sich um bis zu 200 Prozent steigern

Sonnenlicht, das von Solarzellen reflektiert wird, geht als ungenutzte Energie verloren. Die Flügel des Schmetterlings „Gewöhnliche Rose“ (Pachliopta aristolochiae) zeichnen sich durch Nanostrukturen aus, kleinste Löcher, die Licht über ein breites Spektrum deutlich besser absorbieren als glatte Oberflächen. Forschern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es nun gelungen, diese Nanostrukturen auf Solarzellen zu übertragen und deren Licht-Absorptionsrate so um bis zu 200 Prozent zu steigern. Ihre Ergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler nun im Fachmagazin Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.1700232

„Der von uns untersuchte Schmetterling hat eine augenscheinliche Besonderheit: Er ist extrem dunkelschwarz. Das liegt daran, dass er für eine optimale...

Im Focus: Schnelle individualisierte Therapiewahl durch Sortierung von Biomolekülen und Zellen mit Licht

Im Blut zirkulierende Biomoleküle und Zellen sind Träger diagnostischer Information, deren Analyse hochwirksame, individuelle Therapien ermöglichen. Um diese Information zu erschließen, haben Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnik ILT ein Mikrochip-basiertes Diagnosegerät entwickelt: Der »AnaLighter« analysiert und sortiert klinisch relevante Biomoleküle und Zellen in einer Blutprobe mit Licht. Dadurch können Frühdiagnosen beispielsweise von Tumor- sowie Herz-Kreislauf-Erkrankungen gestellt und patientenindividuelle Therapien eingeleitet werden. Experten des Fraunhofer ILT stellen diese Technologie vom 13.–16. November auf der COMPAMED 2017 in Düsseldorf vor.

Der »AnaLighter« ist ein kompaktes Diagnosegerät zum Sortieren von Zellen und Biomolekülen. Sein technologischer Kern basiert auf einem optisch schaltbaren...

Im Focus: Neue Möglichkeiten für die Immuntherapie beim Lungenkrebs entdeckt

Eine gemeinsame Studie der Universität Bern und des Inselspitals Bern zeigt, dass spezielle Bindegewebszellen, die in normalen Blutgefässen die Wände abdichten, bei Lungenkrebs nicht mehr richtig funktionieren. Zusätzlich unterdrücken sie die immunologische Bekämpfung des Tumors. Die Resultate legen nahe, dass diese Zellen ein neues Ziel für die Immuntherapie gegen Lungenkarzinome sein könnten.

Lungenkarzinome sind die häufigste Krebsform weltweit. Jährlich werden 1.8 Millionen Neudiagnosen gestellt; und 2016 starben 1.6 Millionen Menschen an der...

Im Focus: Sicheres Bezahlen ohne Datenspur

Ob als Smartphone-App für die Fahrkarte im Nahverkehr, als Geldwertkarten für das Schwimmbad oder in Form einer Bonuskarte für den Supermarkt: Für viele gehören „elektronische Geldbörsen“ längst zum Alltag. Doch vielen Kunden ist nicht klar, dass sie mit der Nutzung dieser Angebote weitestgehend auf ihre Privatsphäre verzichten. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) entsteht ein sicheres und anonymes System, das gleichzeitig Alltagstauglichkeit verspricht. Es wird nun auf der Konferenz ACM CCS 2017 in den USA vorgestellt.

Es ist vor allem das fehlende Problembewusstsein, das den Informatiker Andy Rupp von der Arbeitsgruppe „Kryptographie und Sicherheit“ am KIT immer wieder...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Das Immunsystem in Extremsituationen

19.10.2017 | Veranstaltungen

Die jungen forschungsstarken Unis Europas tagen in Ulm - YERUN Tagung in Ulm

19.10.2017 | Veranstaltungen

Bauphysiktagung der TU Kaiserslautern befasst sich mit energieeffizienten Gebäuden

19.10.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Forscher finden Hinweise auf verknotete Chromosomen im Erbgut

20.10.2017 | Biowissenschaften Chemie

Saugmaschinen machen Waschwässer von Binnenschiffen sauberer

20.10.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Strukturbiologieforschung in Berlin: DFG bewilligt Mittel für neue Hochleistungsmikroskope

20.10.2017 | Förderungen Preise