High-Power aus dem Mikro-Format

Mikro-Lasermodule können auch gelbes Spektrallicht mit hoher Leistung erzeugen – das Berliner Forschungsprojekt „YELLOW“ hat Prototypen entwickelt, die von den Industriepartnern erfolgreich getestet werden.

Nils Werner gibt die Anweisung: Vor dem Eintritt ins Labor erst die Kopfbedeckung, dann den Kittel, zum Schluss die Füßlinge überstreifen. Beim Ausziehen später wird es die umgekehrte Reihenfolge sein. Der Kittel soll nicht verschmutzt werden mit Staubpartikeln; die würden die Funktionstüchtigkeit der empfindlichen Bauelemente beeinträchtigen. Nils Werner montiert Mikromodule auf eine etwa fünf mal einen Zentimeter große Fläche – die sogenannte mikro-optische Bank – mit Vakuumpinzette und unter zehnfacher Vergrößerung. Die Redewendung von der „reinen Luft“ ist hier im Labor in ihrer konkreten Bedeutung anzutreffen.

Bild einer mikrooptischen Bank

Hier werden die YELLOW-Mikromodule auf die sogenannte mikro-optische Bank montiert.

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Dem 26-jährigen Physiker liegt das anwendungsnahe Forschen, da fühlt er sich am Berliner Ferdinand-Braun-Institut / Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik gerade richtig. Die Farbe Gelb ist bezeichnend für seine Arbeit hier und für das vom Bundesforschungsministerium finanzierte YELLOW-Projekt. Für Partner aus Wissenschaft und Wirtschaft werden hier Mikro-Lasermodule entwickelt, die in der Lage sind, Laserlicht im gelben Spektralbereich zu erzeugen. Zur Revolution werden die Lasermodule durch ihr Hosentaschenformat. Im Vergleich zu ihren schreibtischgroßen Vorfahren wird diese jüngste Generation mobil einsetzbar sein. Hochinteressant sind die handlichen Laser für die Bereiche Life Science, Medizintechnik und Bioanalytik.

Industrie-Test bestanden...

Nils Werner ist seit 2014 dabei. Der Braunschweiger studierte an der Uni Potsdam Physik, absolvierte am Ferdinand-Braun-Institut einige Praktika, schrieb hier seine Masterarbeit über die Entwicklung von Laserlichtquellen im grün-gelben Spektralbereich und blieb als wissenschaftlicher Mitarbeiter im YELLOW-Team um Projektleiterin Katrin Paschke.

Das YELLOW-Bündnis hat inzwischen Prototypen der Mikro-Module mit der Leistung von 0,1 Watt beziehungsweise 0,3 Watt Pulsspitzenleistung entwickelt. „Unsere Industriepartner haben die Lasermodule in ihre Systeme eingebaut und berichten von erfolgreichen Tests“, sagt Katrin Paschke.

Auch komplexere High-Power-Module funktionieren im Mikro-Format. Nils Werner hat sie in den zurückliegenden zwei Jahren auf die mikro-optische Bank gesetzt. Das Lichtwerkzeug schafft eine Leistung von 0,5 Watt. Im letzten Forschungsjahr 2017 wird das High-Power-Modul zum Prototyp mit einer Leistung von zwei bis drei Watt weiter entwickelt. Katrin Paschke spricht von einer Faserkopplung, die die flexible Einsetzbarkeit der Strahlenquelle erhöht und den Einbau des Moduls in größere Systeme erleichtert.

Nils Werner ist im Gespräch mit der Physikstudentin Zeynep Cetinkaya. Beide tragen Schutzkleidung und unterhalten.

Nils Werner ist im Gespräch mit der Physikstudentin Zeynep Cetinkaya, die am Ferdinand-Braun-Institut ihre Masterarbeit schreibt.

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...der Weltmarkt ruft

2017 hat für Nils Werner ein neuer beruflicher Abschnitt begonnen. Er schreibt in den nächsten Jahren seine Promotion über die Entwicklung neuartiger Konzepte für noch stabilere Lasersysteme. Der Anwender müsse dem Gerät vertrauen können. Es dürfe nicht zur Verschiebung der Wellenlänge oder zu Leistungsschwankungen kommen, sagt der Doktorand. Was man sich gut vorstellen kann, wenn man sich etwa die Behandlung der Netzhautablösung mittels Lasertechnik vor Augen hält.

„Auch über das Projektende hinaus wollen die Industriepartner mit uns kooperieren“, sagt Katrin Paschke. PicoQuant zum Beispiel entwickelt hochleistungsfähige Lasersysteme für die zeitaufgelöste Fluoreszenzspektroskopie. Das mittelständische Unternehmen aus Berlin bewirbt seine Lasergeräte mit den Attributen „zuverlässig“, „langlebig“, „außergewöhnlich“ – und will auch mit den YELLOW-Geräten globale Märkte erobern.