Maßgeschneiderte und hocheffiziente Laserlichtquellen auf Halbleiterbasis

Lasertechnik
18.11.2016
Erstellt von JENOPTIK Diode Lab GmbH, Berlin

BMBF-Förderprojekt „HotLas“ für stabile und zuverlässige Hochtemperatur-Diodenlaser gestartet.

Das Verbundprojekt „HotLas - Hochtemperatur-Diodenlaser“ möchte die Entwicklung sehr effizienter Halbleiterlaser vorantreiben, die im nahen Infrarotbereich emittieren und mit geringem Kühlaufwand temperaturstabil und zuverlässig arbeiten. Startschuss für die Projektpartner war der 1. August 2016.

Laserbasierte optische Systeme ermöglichen vielfältige Anwendungen wie etwa in der Materialbearbeitung oder der Medizintechnik. Laser, die auf Festkörperkristallen (z.B. Nd:YAG) basieren, werden dabei zunehmend durch Laserdioden auf Halbleiterbasis ersetzt, da sich deren Qualität und Effizienz stetig verbessern. Sie überzeugen durch ihre effiziente Umwandlung von elektrischem Strom in Lichtlicht und kleine Bauformen. Zudem lassen sich Eigenschaften wie z.B. die Emissionswellenlänge exakt anpassen.

Ziel des Projektverbundes „HotLas“ ist es, die Entwicklung der Technologie zur Herstellung dieser Diodenlaser weiter voranzutreiben. Projektpartner sind neben der JENOPTIK Diode Lab GmbH (als Verbundkoordinator), das Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik, die DILAS Diodelaser GmbH und das Weierstraß-Institut für Angewandte Analysis und Stochastik, Leibniz-Institut im Forschungsverbund Berlin e.V.

Das Projektteam arbeitet daran, den technologisch anspruchsvollen und komplexen Herstellungsprozess eines Diodenlasers weiterzuentwickeln und entsprechend optimierte Laser mit einer Emissionswellenlänge von 915 nm herzustellen. Verbesserte Simulationsmöglichkeiten sollen dabei zu präziseren Vorhersagen und zur Optimierung der gewünschten Eigenschaften beitragen. Zudem sollen die Diodenlaser bei höheren Temperaturen betrieben werden können, da die kostenintensive Kühlung ein zentrales Problem bei Lasersystemen mit hohen Ausgangsleistungen ist. Eine Reduzierung des Kühlaufwandes ist notwendig, um die Kosteneffizienz der Lasersysteme zu steigern und die Einsatzgebiete weiter auszudehnen.

Des Weiteren arbeiten die Projektpartner an der Umsetzung neuartiger Konzepte, die einen schmaleren Winkel des von der Laserdiode ausgesendeten Lichtes auch bei höheren Leistungen ermöglichen – und somit eine einfachere und bessere Kopplung des Lichtes in eine Faser. Im Ergebnis werden die Entwicklungen aus „HotLas“ die Konkurrenzfähigkeit der beteiligten Unternehmen und Forschungsinstitute im Bereich der Dioden- und Faserlaser erhöhen und die Entwicklung neuer Produkte ermöglichen.

Das Verbundprojekt „HotLas“ („Effiziente und brillante Breitstreifendiodenlaser mit hohen Leistungen für den Betrieb bei hohen Umgebungstemperaturen“) wird im Rahmen der Förderinitiative „Effiziente Hochleistungs-Laserstrahlquellen“ (EffiLas) des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) durchgeführt und über die Laufzeit von drei Jahren mit einer Summe von 1,3 Millionen Euro gefördert.