DESY-Ausgründung Laserprojekt gewinnt Start-up-Preis

Für die Entwicklung von Hochleistungslasern für wissenschaftliche und industrielle Anwendungen hat eine gemeinsame Ausgründung des DESY und des Helmholtz-Instituts Jena den Start-up-Preis der Kompetenznetze Optische Technologien OptecNet gewonnen.

Die in der Gründung befindliche Firma Class 5 Photonics hat Hochleistungslaser entwickelt, die Pulse im Femtosekundenbereich erzeugen. „Laser sind heutzutage ein Universalwerkzeug für die Bearbeitung unterschiedlichster Materialien“, betont Dr. Michael Schulz aus dem Class-5-Photonics-Team. „Je kürzer die Laserpulse sind, desto genauer kann man damit arbeiten.“ Zudem seien solche kurzen Laserpulse für neuartige Anwendungen wie etwa zur 3D-Nanostrukturierung geeignet. Auch Tabletop-Lasersysteme im EUV-Bereich ließen sich damit realisieren.

Die von Class 5 Photonics entwickelten Systeme können 10 bis 100 fs kurze Pulse bei einer Durchschnittsleistung von 1 bis 100 W liefern. Innerhalb von 10 fs bewegt sich Licht nur 0,003 mm weit. Der Prototyp des neuen Hochleistungslasers erreicht eine Ausgangsleistung von 20 W und ist nur 80 cm x 80 cm groß.

„Wir spalten zunächst von einem intensiven Ytterbium:YAG-Laserpuls einen kleinen Teil ab“, erklärt Schulz das Funktionsprinzip. „Der kleinere Teilpuls wird dann über eine nichtlineare Spektralverbreiterung in einen breitbandigen Laserpuls konvertiert und der größere Teilpuls wird frequenzverdoppelt.“ Anschließend werden die beiden Teilpulse zeitgleich in einen nichtlinearen Kristall geschossen, in dem der größere Teilpuls dann den kleineren verstärkt. Dieses Prinzip der optisch-parametrischen Verstärkung kommt ohne ein klassisches Lasermedium aus, in dem üblicherweise erst Energie gespeichert wird, die sich schließlich in einem Laserblitz entlädt. Dadurch ist der neuartige Laser wesentlich wartungsärmer. Werden alle Wellenlängen des verstärkten Laserpulses zeitlich überlagert, entsteht ein extrem kurzer und intensiver Laserpuls. Außerdem lässt sich das System über einen breiten Wellenlängenbereich von 700 bis 900 nm durchstimmen.

Mit dem Projekt, das seinen Ursprung in der Entwicklung von Lasersystemen für die Forschungslichtquelle Flash II am DESY hat, belegten die Forscher im Finale der OptecNet-Start-up-Challenge den ersten Platz und setzten sich damit gegen 14 Mitbewerber durch. Der Preis ist mit 10.000 Euro dotiert.