Thüringer Allgemeine (Sondershausen)
Jenaer entwickeln Laser der nächsten Generation
Nachfrage weltweit steigend Der Wettbewerb
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 seien nicht mehr zu erwarten gewesen, so die Forscher. Es bedurfte also einer grundlegend neuen Idee. Und die kommt wieder aus Jena.
Am Institut für Angewandte Physik der Uni Jena, am Fraunhofer IOF Jena und am Helmholtz-institut ▶ ▶ ▶ Seit 1995 vergibt das Land jährlich den Forschungspreis für Spitzenleistungen Thüringer Wissenschaftler. Preisverleihung ist am heutigen Dienstag, 17 Uhr, in der „Imaginata“in Jena, Löbstedter Straße 67.
Zehn Forscherteams sind nominiert, drei davon werden mit einem Gesamtpreisgeld von 50 000 Euro und einem Award prämiert. Jena wurde über die vergangenen 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 eines von zehn Teams, die für den Thüringer Forschungspreis 2018 nominiert sind.
Das neue Prinzip der Jenaer Laserforscher 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.
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 marktrelevantere Fertigung möglich ist.