Tragbarer Laser im Taschenformat

Ein rot strahlender Laserpointer passt bereits in ein Gehäuse von der Größe eines Kugelschreibers. Doch leistungsfähigere Lichtquellen für die Herstellung von Zahnimplantaten oder zur Korrektur von Fehlsichtigkeiten der Augen sind deutlich größer und teurer. Solche Lasersysteme wollen nun Forscher von der Friedrich-Schiller-Universität Jena verkleinern und zu tragbaren Geräten im Taschenformat weiter entwickeln.

Jena - Das Team um Andreas Tünnermann am Institut für Angewandte Physik (IAP) setzt dabei auf Faserlaser unter Einsatz neuartiger photonischer Komponenten. Dabei sind die wesentlichen Komponenten in den Lichtleiter integriert, der somit nicht nur das Licht von der Quelle zum Bearbeitungsobjekt transportiert, sondern gleichzeitig aktives Medium ist. Dadurch verlässt das Licht den Leiter an keiner Stelle und störende Wechselwirkungen werden ausgeschlossen. Im Vergleich zu herkömmlichen Systemen soll der angestrebte Laser deutlich kleiner, robuster und bis zu 20 mal günstiger werden.

Gelingt das Vorhaben, passe das neue Lasersystem in einen kleinen Kasten von etwa der doppelten Größe einer externen Festplatte. Aufgrund seiner integrierten Bauweise könnte das fertig justierte System vom Anwender direkt bedient werden - und zwar überall dort, wo er es gerade benötigt. Die Arbeit an den Konzepten für derartige Lasersysteme läuft im Rahmen des bundesweiten Projektverbandes "Femtonik" bereits seit einigen Jahren. Jetzt fördert das Bundesforschungsministerium die Physiker der Universität Jena erneut mit über 533.000 Euro, mit denen in den kommenden drei Jahren ein Teilprojekt zur Miniaturisierung des Systems realisiert werden soll.

Erst vor wenigen Wochen eröffnete die gleiche Arbeitsgruppe mit extrem kurzen Laserpulsen im Femtosekundenbereich einen neuen Blick auf die Dynamik von chemischen Reaktionen. Reichte die Leistung dieser Lichtblitze von wenigen Watt bisher nur für spektroskopische Untersuchungen in der Grundlagenforschung aus, konnten Tünnermann und Kollegen diese Laserleistung auf über 100 Watt pro Puls steigern. Gekoppelt mit einer Zeitstruktur zwischen 50 und 300 Femtosekunden (billiardstel Sekunde) eröffnen sich weitere Anwendungen von der gezielten Steuerung chemischer Reaktionen bis zur Bearbeitung von mikrostrurierten Metallteilen beispielsweise bei Einspritzdüsen und im Motorenbau. Das optische System stieß jüngst auf der Fachmesse Photonics West im kalifornischen San José auf großes Interesse und basiert auf einer mit Ytterbium dotierten Quarzglasfaser.