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17. April 2003
Winzlinge mit großer Power
(he) Das Berliner Ferdinand-Braun-Institut für Höchstfrequenztechnik (FBH) stellte jüngst eine neuartige Hochleistungs-Laserdiode vor. Nur fingernagelgroß, ist sie zweitausendmal leistungsfähiger als ein Laserpointer.
Wissenschaftler des FBH haben die Laserdiode mit Kollegen der Berliner Elektronenspeicherring-Gesellschaft (BESSY) im Rahmen des Berliner Zentrums für Mikrosystemtechnik (ZEMI) realisiert. Anwendungsmöglichkeiten des sogenannten "Master Oszillator Power Amplifier" (MOPA) reichen von der Spektroskopie über Datenübertragung bis zur Displaytechnologie. Das Lasersystem ist nur so groß wie ein Fingernagel, doch es ist zweitausend mal leistungsfähiger als ein Laserpointer. MOPA zeichnet sich durch mehrere Besonderheiten aus. Zum einen hat er eine hohe Strahlungsleistung von zwei Watt im Dauerbetrieb; die maximale Lichtleistung beträgt drei Watt. Zum Vergleich: Ein Laserpointer strahlt mit weniger als ein Tausendstel Watt (Milliwatt), ein Laser wie er in handelsüblichen CD-Playern eingebaut ist strahlt mit 2,5 Milliwatt. Diese hohe Lichtleistung des MOPA geht einher mit sehr guten Strahleigenschaften. Die Strahlung ist auf einen sehr engen Wellenlängenbereich begrenzt. Die Laserdiode strahlt dabei in der Wellenlänge von 1064 nm, also im infraroten Bereich. Der eigentlich Clou an dem Bauteil aber ist die hochpräzise Fertigung, die es erlaubt, seine drei Komponenten auf einer winzigen "Bank" aus Silizium exakt hintereinander zu positionieren. Diese mikrooptische Bank misst 12,3 mal 8 Millimeter. Darauf befinden sich eine schmalbandige Laserdiode (Master Oszillator), eine Glaslinse sowie ein leistungsfähiger Trapezverstärker (Power Amplifier). Die Fertigung der einzelnen Komponenten und ihre Montage müssen sehr exakt erfolgen. Die Abweichungen betragen weniger als ein Tausendstel Millimeter. Die Genauigkeit liegt also im Sub-Mikrometerbereich. Silizium eignet sich als Trägermaterial besonders gut, weil die winzigen Strukturen mit fotolithografischen Verfahren erzeugt werden können. Dies ist bei der Mikrochipherstellung seit langem Standard. Noch handelt es sich nur um einen Prototypen, doch die Entwickler sind überzeugt, dass sich ihr Verfahren für eine Produktion im größeren Maßstab eignet.
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