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 IVAM-Produktmarkt auf der COMPAMED 2019: Keine Digitalisierung in der Medizintechnik ohne Mikrotechnologien
11.10.2019 | IVAM Fachverband für Mikrotechnik

nachricht Fraunhofer-Leitprojekt futureAM auf der formnext: Metall AM vor dem Durchbruch
08.10.2019 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

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

Im Focus: Controlling superconducting regions within an exotic metal

Superconductivity has fascinated scientists for many years since it offers the potential to revolutionize current technologies. Materials only become superconductors - meaning that electrons can travel in them with no resistance - at very low temperatures. These days, this unique zero resistance superconductivity is commonly found in a number of technologies, such as magnetic resonance imaging (MRI).

Future technologies, however, will harness the total synchrony of electronic behavior in superconductors - a property called the phase. There is currently a...

Im Focus: Ultraschneller Blick in die Photochemie der Atmosphäre

Physiker des Labors für Attosekundenphysik haben erkundet, was mit Molekülen an den Oberflächen von nanoskopischen Aerosolen passiert, wenn sie unter Lichteinfluss geraten.

Kleinste Phänomene im Nanokosmos bestimmen unser Leben. Vieles, was wir in der Natur beobachten, beginnt als elementare Reaktion von Atomen oder Molekülen auf...

Im Focus: Wie entstehen die stärksten Magnete des Universums?

Wie kommt es, dass manche Neutronensterne zu den stärksten Magneten im Universum werden? Eine mögliche Antwort auf die Frage nach der Entstehung dieser sogenannten Magnetare hat ein deutsch-britisches Team von Astrophysikern gefunden. Die Forscher aus Heidelberg, Garching und Oxford konnten mit umfangreichen Computersimulationen nachvollziehen, wie sich bei der Verschmelzung von zwei Sternen starke Magnetfelder bilden. Explodieren solche Sterne in einer Supernova, könnten daraus Magnetare entstehen.

Wie entstehen die stärksten Magnete des Universums?

Im Focus: How Do the Strongest Magnets in the Universe Form?

How do some neutron stars become the strongest magnets in the Universe? A German-British team of astrophysicists has found a possible answer to the question of how these so-called magnetars form. Researchers from Heidelberg, Garching, and Oxford used large computer simulations to demonstrate how the merger of two stars creates strong magnetic fields. If such stars explode in supernovae, magnetars could result.

How Do the Strongest Magnets in the Universe Form?

Im Focus: Wenn die Erde flüssig wäre

Eine heisse, geschmolzene Erde wäre etwa 5% grösser als ihr festes Gegenstück. Zu diesem Ergebnis kommt eine Studie unter der Leitung von Forschenden der Universität Bern. Der Unterschied zwischen geschmolzenen und festen Gesteinsplaneten ist wichtig bei die Suche nach erdähnlichen Welten jenseits unseres Sonnensystems und für das Verständnis unserer eigenen Erde.

Gesteinsplaneten so gross wie die Erde sind für kosmische Massstäbe klein. Deshalb ist es ungemein schwierig, sie mit Teleskopen zu entdecken und zu...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Bildung.Regional.Digital: Tagung bietet Rüstzeug für den digitalen Unterricht von heute und morgen

10.10.2019 | Veranstaltungen

Zukunft Bau Kongress 2019 „JETZT! Bauen im Wandel“

10.10.2019 | Veranstaltungen

Aktuelle Trends an den Finanzmärkten im Schnelldurchlauf

09.10.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer IZM setzt das E-Auto auf die Überholspur

11.10.2019 | Energie und Elektrotechnik

IVAM-Produktmarkt auf der COMPAMED 2019: Keine Digitalisierung in der Medizintechnik ohne Mikrotechnologien

11.10.2019 | Messenachrichten

Kryptografie für das Auto der Zukunft

11.10.2019 | Informationstechnologie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics