Ostthüringer Zeitung (Zeulenroda-Triebes)
Jenaer Wissenschaftler entwickeln Laser der nächsten Generation
Neue Methode erlaubt eine enorme Leistungssteigerung. Produktion könnte damit billiger werden
Jena. Laser, allen voran Ultrakurzpulslaser, haben sich längst als unersetzliches Werkzeug in Wissenschaft, moderner Produktion und täglichem Leben etabliert. Nahezu alle Materialien – etwa Keramik, Saphir, Karbonfaser, Kunststoffe, Glas oder medizinische Implantate – können damit präzise und in hoher Stückzahl bearbeitet werden. Und die Nachfrage nach noch leistungsstärkeren Lasersystemen ist weltweit steigend.
Jenaer Forscher leisteten schon seit Jahren auf dem Gebiet Pionierarbeit. 2013 ging für die Entwicklung eines hoch präzisen Laser-Werkzeuges sogar der Deutsche Zukunftspreis an Forscher der Friedrich-SchillerUniversität Jena und Experten der Firmen Bosch und Trumpf.
Allerdings sei man an physikalische und technologische Grenzen gestoßen und die Weiterentwicklung der Lasertechnologie ins Stocken geraten. Quantensprünge waren nicht mehr zu erwarten, so die Forscher. Es bedurfte also einer grundlegend neuen Idee. Und die kommt wieder aus Jena.
Am Institut für Angewandte Physik (IAP) der FSU Jena, am Fraunhofer IOF Jena und am Helmholtz-Institut Jena (HIJ) wurde über die letzten sieben Jahre hinweg eine Methode entwickelt, die eine Leistungssteigerung über bestehende Grenzen hinweg erlaubt und somit die nächste Generation an Ultrakurzpulslasern ermöglicht. Damit sind die beteiligten Forscher nun für den diesjährigen Thüringer Forschungspreis nominiert.
Das neue Prinzip funktioniert folgendermaßen: Ein Eingangsstrahl wird in verschieden viele Teilstrahlen unterteilt, die einzeln verstärkt werden. Daraufhin werden die einzelnen Strahlen wieder durch entsprechende optische Elemente gebündelt. „Dieser Ausgangsstrahl hat nun eine um die Anzahl der Teilstrahlen größere Leistung“, erklärt Jens Limpert vom Institut für Angewandte Physik an der Universität Jena.
Leistungsgrenzen sind nun nicht mehr durch physikalische Limitierungen der Lasertechnologie gegeben, sondern nur durch die Anzahl der verwendeten Kanäle beziehungsweise Pulse. Allerdings ist diese Verstärkung des Strahls nur möglich, wenn eine zeitliche Überlagerung der elektrischen Felder exakt gegeben ist – und zwar mit unvorstellbarer Genauigkeit. Im Zeitbereich entspricht dies einer Genauigkeit von wenigen Attosekunden. Zum Vergleich: Eine Attosekunde ist ein Milliardstel einer Milliardstel Sekunde.
Mit der neuen Ultrakurzpulslasertechnologie haben die Jenaer Forscher erneut den Grundstein für die Weiterentwicklung gelegt. Prozessgeschwindigkeiten lassen sich aufgrund der gesteigerten Laserleistung entscheidend verkürzen, wodurch auch eine kostengünstigere und marktrelvantere Fertigung möglich ist.