Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Innovationsschub durch hochenergetische Femtosekundenlaser

27.07.2012
Forscher des Laser Zentrums Hannover e.V. (LZH) wollen weltweit erstmalig eine 2 μm Femtosekunden-Strahlquelle mit Pulsenergien im μJ-Bereich entwickeln.

Seit annähernd 20 Jahren weiß man um die besonderen Vorzüge ultrakurzer Laserstrahlung. Aufgrund der extremen zeitlichen Verkürzung des Pulses erreicht man sehr hohe Spitzenintensitäten selbst bei geringen Pulsenergien. Die Wirkung ist beachtlich: Man kann Material sehr präzise schneiden und abtragen, ohne es durch Erwärmung zu schädigen.

Diesen Vorteil macht man sich bereits in verschiedenen Anwendungsbereichen zunutze, wie z.B. in der Augenchirurgie. Hornhauttransplantationen mit dem fs-Laser sind seit Jahren gängige Praxis und seit 2011 wird das System bei der Behandlung des Grauen Stars eingesetzt.

Auch in der Industrie profitiert man von den Vorzügen der Ultrakurzpuls-Lasersysteme. Hier führen sie beispielsweise zu deutlich effizienteren Solarzellen oder verbessern die Ausnutzung teurer Wafer in der Chipproduktion.

Durch Erweiterung des Emissionsspektrums eines fs-Lasers in den Spektralbereich 2 µm bei gleichzeitig hohen Pulsenergien will man am LZH jetzt das Tor zu gänzlich neuen Anwendungsfeldern u. a. in der Mikromaterialbearbeitung, der Medizintechnik oder in der Nanotechnologie aufstoßen. Neben den hohen wirtschaftlichen Erfolgsaussichten bietet dieser ‚augensichere‘ Wellenlängenbereich einen weiteren Vorteil: beim Lasereinsatz müssen nur relativ geringe Sicherheitsstandards eingehalten werden – ein ansonsten stark beschränkender und kostenintensiver Aspekt.

Konkretes Ziel der Arbeiten in der Abteilung Laserentwicklung des LZH ist ein kompakter, regenerativer Ultrakurzpuls-Verstärker, der im Wellenlängenbereich um 2 μm mit Pulsenergien von bis zu 50 μJ und Pulsdauern unterhalb von 500 fs emittiert. Die Forscher setzen als Seedlaser einen fs-Oszillator auf der Basis von Thulium-dotierten Fasern mit einer Ausgangsenergie von 1-2 nJ ein, die auf 25 nJ nachverstärkt wird. Im Anschluss an die regenerative Verstärkung erfolgt eine nichtlineare Frequenzkonversion in den Wellenlängenbereich von 3 bis 6 µm in einem optisch parametrischen Generator oder Verstärker (OPG/OPA). Als nichtlineare Kristalle dienen z.B. Galliumarsenid (GaAs) oder Zink Germanium Phosphit (ZGP).

„Unser Endziel ist ein auf dem 2 µm–System basierender fs-Laser, der im mittleren Infrarotbereich emittiert“, erläutert Dr. Dieter Wandt, Leiter der maßgeblich beteiligten Gruppe Ultrafast Photonics. „Für diese Wellenlängen erwarten wir noch enorme Wachstumspotentiale.“ Als ein wichtiges Anwendungsfeld nennt Wandt die Bearbeitung von Polymeren, die man unter Einsatz von IR-Strahlung ohne Zusatz von Additiven schneiden, schweißen oder trennen kann. Für die deutschen Laserhersteller soll das neue Grundlagen-Know-how einen entscheidenden Vorteil im internationalen Wettbewerb um die Lasertechnik der ultrakurzen Pulse liefern.

Die Aktivitäten des LZH sind in das Gesamtverbundprojekt „Konzepte für Ultrakurzgepulste Strahlquellenkonzepte der Nächsten Generation – Next Generation of Ultrafast Sources“ NEXUS eingebunden und werden im Rahmen der Förderinitiative „Ultrakurzpulslaser für die hochpräzise Bearbeitung“ des BMBF bis 2015 gefördert. Nexus-Verbundpartner neben dem hannoverschen Laserinstitut sind die Hochschulen Friedrich-Schiller-Universität Jena, Leibniz Universität Hannover und Ludwig-Maximilians-Universität München.

Kontakt:
Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH)
Michael Botts
Hollerithallee 8
D-30419 Hannover
Tel.: +49 511 2788-151
Fax: +49 511 2788-100
E-Mail: m.botts@lzh.de
Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) ist eine durch Mittel des Niedersächsischen Ministeriums für Wirtschaft, Arbeit und Verkehr unterstützte Forschungs- und Entwicklungseinrichtung auf dem Gebiet der Lasertechnik.

Michael Botts | Laser Zentrum Hannover e.V.
Weitere Informationen:
http://www.lzh.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Spin-Strom aus Wärme: Neues Material für höhere Effizienz
20.11.2017 | Universität Bielefeld

nachricht cw-Wert wie ein Lkw: FH Aachen testet Weihnachtsbaum im Windkanal
20.11.2017 | FH Aachen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Transparente Beschichtung für Alltagsanwendungen

Sport- und Outdoorbekleidung, die Wasser und Schmutz abweist, oder Windschutzscheiben, an denen kein Wasser kondensiert – viele alltägliche Produkte können von stark wasserabweisenden Beschichtungen profitieren. Am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) haben Forscher um Dr. Bastian E. Rapp einen Werkstoff für solche Beschichtungen entwickelt, der sowohl transparent als auch abriebfest ist: „Fluoropor“, einen fluorierten Polymerschaum mit durchgehender Nano-/Mikrostruktur. Sie stellen ihn in Nature Scientific Reports vor. (DOI: 10.1038/s41598-017-15287-8)

In der Natur ist das Phänomen vor allem bei Lotuspflanzen bekannt: Wassertropfen perlen von der Blattoberfläche einfach ab. Diesen Lotuseffekt ahmen...

Im Focus: Ultrakalte chemische Prozesse: Physikern gelingt beispiellose Vermessung auf Quantenniveau

Wissenschaftler um den Ulmer Physikprofessor Johannes Hecker Denschlag haben chemische Prozesse mit einer beispiellosen Auflösung auf Quantenniveau vermessen. Bei ihrer wissenschaftlichen Arbeit kombinierten die Forscher Theorie und Experiment und können so erstmals die Produktzustandsverteilung über alle Quantenzustände hinweg - unmittelbar nach der Molekülbildung - nachvollziehen. Die Forscher haben ihre Erkenntnisse in der renommierten Fachzeitschrift "Science" publiziert. Durch die Ergebnisse wird ein tieferes Verständnis zunehmend komplexer chemischer Reaktionen möglich, das zukünftig genutzt werden kann, um Reaktionsprozesse auf Quantenniveau zu steuern.

Einer deutsch-amerikanischen Forschergruppe ist es gelungen, chemische Prozesse mit einer nie dagewesenen Auflösung auf Quantenniveau zu vermessen. Dadurch...

Im Focus: Leoniden 2017: Sternschnuppen im Anflug?

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde und des Hauses der Astronomie in Heidelberg

Die Sternschnuppen der Leoniden sind in diesem Jahr gut zu beobachten, da kein Mondlicht stört. Experten sagen für die Nächte vom 16. auf den 17. und vom 17....

Im Focus: «Kosmische Schlange» lässt die Struktur von fernen Galaxien erkennen

Die Entstehung von Sternen in fernen Galaxien ist noch weitgehend unerforscht. Astronomen der Universität Genf konnten nun erstmals ein sechs Milliarden Lichtjahre entferntes Sternensystem genauer beobachten – und damit frühere Simulationen der Universität Zürich stützen. Ein spezieller Effekt ermöglicht mehrfach reflektierte Bilder, die sich wie eine Schlange durch den Kosmos ziehen.

Heute wissen Astronomen ziemlich genau, wie sich Sterne in der jüngsten kosmischen Vergangenheit gebildet haben. Aber gelten diese Gesetzmässigkeiten auch für...

Im Focus: A “cosmic snake” reveals the structure of remote galaxies

The formation of stars in distant galaxies is still largely unexplored. For the first time, astron-omers at the University of Geneva have now been able to closely observe a star system six billion light-years away. In doing so, they are confirming earlier simulations made by the University of Zurich. One special effect is made possible by the multiple reflections of images that run through the cosmos like a snake.

Today, astronomers have a pretty accurate idea of how stars were formed in the recent cosmic past. But do these laws also apply to older galaxies? For around a...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

500 Kommunikatoren zu Gast in Braunschweig

20.11.2017 | Veranstaltungen

VDI-Expertenforum „Gefährdungsanalyse Trinkwasser"

20.11.2017 | Veranstaltungen

Technologievorsprung durch Textiltechnik

17.11.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Künstliche neuronale Netze: 5-Achs-Fräsbearbeitung lernt, sich selbst zu optimieren

20.11.2017 | Informationstechnologie

Tonmineral bewässert Erdmantel von innen

20.11.2017 | Geowissenschaften

Hemmung von microRNA-29 schützt vor Herzfibrosen

20.11.2017 | Biowissenschaften Chemie