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© aleksandr volkov dreamstime.com Komponenten | 22 Februar 2013

BMBF-Projekt zur Entwicklung hochbrillanter infraroter Laserquellen

Im Rahmen der Förderinitiative 'Integrierte Mikrophotonik' koordiniert Osram Opto Semiconductors das Verbundprojekt IMOTHEB (Integrierte mikrooptische und mikrothermische Elemente fĂŒr Diodenlaser hoher Brillanz).
Ziel ist es, die LeistungsfĂ€higkeit von Lasersystemen zu steigern und gleichzeitig die Produktionskosten zu senken. Projektpartner sind DILAS Diodenlaser sowie das Max-Born-Institut. Das Projekt (FKZ 13N12312) lĂ€uft vom 1.10.2012 bis 30.9.2015 und wird vom Bundesministerium fĂŒr Bildung und Forschung (BMBF) unterstĂŒtzt. Diodengepumpte Hochleistungslasersysteme zur optischen Materialbearbeitung, wie Schneiden oder Schweißen, spielen in der Industrie eine immer wichtigere Rolle. Ihre Vorteile gegenĂŒber Kohlendioxidlasern oder blitzlampengepumpten Lasern sind geringere Betriebskosten, eine höhere Effizienz und kleinere BaugrĂ¶ĂŸen. Insbesondere Faserlaser und fasergekoppelte Diodenlaser gewinnen fĂŒr die optische Materialbearbeitung zunehmend an Bedeutung. Ihre wachsende Verbreitung rĂŒckt jedoch Kostenaspekte immer mehr in den Mittelpunkt. FĂŒr die Zukunft sind daher Entwicklungen gefragt, welche die LeistungsfĂ€higkeit der Lasersysteme erhöhen und gleichzeitig die Produktionskosten senken. Zu den SchlĂŒsselkomponenten zĂ€hlen dabei infrarote Halbleiterlaserdioden, die man auch zum Pumpen – also zum Anregen mit optischer Energie – von Faserlasern verwendet. Sie bieten großes Potenzial fĂŒr die Automatisierung der Produktion und fĂŒr die Miniaturisierung der Systeme, weil sich beispielsweise die Anzahl an Halbleiterchips durch Leistungssteigerung reduzieren lĂ€sst. Ziel des Verbundprojekts IMOTHEB ist es daher, neue AnsĂ€tze und Technologien zu erforschen, welche die Kosten fĂŒr die Pumpmodule, die neben den Halbleiterlasern auch KĂŒhlelemente, Optiken und Sensorik enthalten, zukĂŒnftig signifikant reduzieren. Gleichzeitig ist geplant, ĂŒber die Projektlaufzeit bis September 2015 die Leistung der Halbleiterlaser bei gleichbleibender StrahlqualitĂ€t um 40 Prozent zu erhöhen. IMOTHEB bildet die gesamte Wertschöpfungskette vom Halbleiterchip bis zum kompletten Lasersystem ab. Die dafĂŒr erforderlichen Kompetenzen bringen die Verbundpartner mit:
  • Osram Opto Semiconductors koordiniert das Verbundprojekt und bringt sein Know-how fĂŒr Halbleiter, Laserdioden und Laserbarren ein; Simulationen werden im Unterauftrag an das Fraunhofer-Institut fĂŒr Angewandte Optik und Feinmechanik vergeben.
  • DILAS verantwortet die Aufbautechnik mit verbesserten WĂ€rmewiderstĂ€nden sowie einer höheren Integration in Lasermodule, und realisiert die Automatisierung in der Modulfertigung.
  • Das Max-Born-Institut fungiert als wissenschaftlicher Partner, der die Chips und Module analysiert und charakterisiert.
Osram Opto Semiconductors hat sich das Ziel gesetzt, eine höhere Integrationsstufe auf Halbleiterebene zu erreichen und damit die Brillanz von infraroten Laserdioden deutlich zu steigern. Dazu werden mikrooptische und mikrothermische Elemente direkt auf den Chip integriert. Auf diese Weise soll die Leistung im Projektverlauf gegenĂŒber heutigen Bestwerten um 40 Prozent gesteigert werden - bei gleichbleibender StrahlqualitĂ€t. Die anvisierten hohen Leistungen machen Laserchips besonders fĂŒr Faserlaser-Pumpmodule und fĂŒr fasergekoppelte Diodenlaser interessant. Dr. Alexander Bachmann, der das Projekt bei Osram betreut, erklĂ€rt: "Wir brauchen Ergebnisse, die neben technischen auch wirtschaftliche Vorteile und damit eine StĂ€rkung der Wettbewerbsposition mit sich bringen. Unsere brillanten Laserdioden sollen – basierend auf den Projektergebnissen – mehr Leistung in die Faser bringen, so dass weniger Chips im System benötigt und die Lasersysteme dadurch effizienter und kostengĂŒnstiger werden."
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2019.02.20 12:04 V12.2.3-2