idw – Informationsdienst Wissenschaft

Nachrichten, Termine, Experten

Grafik: idw-Logo
Grafik: idw-Logo

idw - Informationsdienst
Wissenschaft

Science Video Project
idw-Abo

idw-News App:

AppStore

Google Play Store



Instanz:
Teilen: 
05.05.2023 12:34

GALACTIC: Alexandrit-Laserkristalle aus Europa für Anwendungen im Weltraum

Lana Sommer Kommunikation
Laser Zentrum Hannover e.V.

    Alexandrit-Laserkristalle eignen sich gut für den Einsatz in Satelliten zur Erdbeobachtung. Sie sind robust und ermöglichen Lasersysteme mit einer durchstimmbaren Ausgangswellenlänge. Im europäischen Horizon 2020-Projekt GALACTIC ist es den Partnern Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH), Optomaterials S.r.l. (Italien) und Altechna (Litauen) nun gelungen, eine rein europäische Lieferkette für Alexandrit-Laserkristalle zu etablieren, welche im Weltraum eingesetzt werden können.

    Der italienische Partner Optomaterials stellt wettbewerbsfähige Kristalle her, die das litauische Unternehmen Altechna mit einer speziellen Beschichtung versieht. Um die für die rauen Umweltbedingungen des Weltraums notwendigen Beschichtungseigenschaften zu erreichen, hat Altechna im Rahmen des Projekts spezielle Beschichtungsdesigns und ‑prozesse auf Basis des Ion-Beam- und Magnetron-Sputtering-Verfahrens entwickelt.

    Weltraumtauglichkeit erfolgreich bewiesen

    Die Kristalle wurden von den Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern am LZH in speziellen Lasersystemen auf Herz und Nieren geprüft. Diese Laserysteme haben sie im Hinblick auf spätere Anwendungen entworfen. Sie könnten den Grundstein für neuartige laserbasierte Messinstrumente legen.

    Die LZH-Wissenschaftler:innen haben die Alexandritkristalle Protonen- und Gamma-Strahlung ausgesetzt und mehrere für Weltraumanwendungen typische Temperaturzyklen durchlaufen lassen. Vor und nach diesen Umwelttests haben sie die Kristalle unter anderem hinsichtlich ihrer Transmissionseigenschaften und der Laserperformance charakterisiert. Da die Umwelttests zu keiner signifikanten Änderung der gemessenen Parameter geführt haben, konnte somit die Weltraumtauglichkeit nachgewiesen werden. Außerdem konnten die Forscher:innen zeigen: Die Laserzerstörschwelle (engl. Laser-Induced Damage Threshold, LIDT) der Kristalle reicht an die der Spitzenprodukte auf dem Weltmarkt heran – beziehungsweise übertrifft diese sogar.

    Kristalle nun fit für den Markt: GALACTIC hat TRL 6 erreicht

    Das EU-Projekt GALACTIC hat damit erfolgreich den Technologiereifegrad (engl. Technology Readiness Level, TRL) weltraumtauglicher Alexandrit-Kristalle aus Europa von 4 auf 6 angehoben und damit die Marktreife erreicht.

    Besondere Eigenschaften für präzisere Daten

    Alexandrit-Kristalle haben eine sehr gute thermische Leitfähigkeit und Bruchfestigkeit. Sie lassen sich daher gut unter hohen Laserleistungen einsetzen beziehungsweise sind robust genug, um hohe mechanische Belastungen zum Beispiel bei Raketenstarts auszuhalten. Da sich mit den Kristallen die Ausgangswellenlänge der Lasersysteme durchstimmen lässt, könnten sie die Grundlage von neuartigen laserbasierten Messinstrumenten für Erdbeobachtungssatelliten sein. Mit solchen Instrumenten könnten präzisere klimarelevante Daten zum Zustand der Atmosphäre oder der Vegetation gesammelt werden.

    Über GALACTIC

    Im Projekt “High Performance Alexandrite Crystals and Coatings for High Power Space Applications” (GALACTIC) haben das Laser Zentrum Hannover e.V. zusammen mit Altechna und Optomaterials S.r.l. eine unabhängige, rein europäische Lieferkette für Alexandrit-Laserkristalle aufgebaut. GALACTIC wurde mit Mitteln des Forschungs- und Innovationsprogramms „Horizon 2020“ der Europäischen Union unter dem Förderkennzeichen Nr. 870427 gefördert. Koordiniert wurde GALACTIC vom LZH.


    Originalpublikation:

    S. Unland, R. Kalms, P. Wessels, D. Kracht, and J. Neumann, "High-performance cavity-dumped Q-switched Alexandrite laser CW diode-pumped in double-pass configuration," Opt. Express 31, 1112-1124 (2023), https://doi.org/10.1364/OE.478628


    Weitere Informationen:

    http://www.h2020-galactic.eu Nähere Informationen und mehr Publikationen zu GALACTIC


    Bilder

    Mit einem speziellen Lasersystem hat das LZH die Alexandrit-Kristalle aus europäischer Herstellung auf Wettbewerbsfähigkeit getestet.
    Mit einem speziellen Lasersystem hat das LZH die Alexandrit-Kristalle aus europäischer Herstellung ...

    Foto: LZH

    Die Alexandrit-Kristalle aus dem Projekt GALACTIC wurden von Optomaterials gezüchtet und von Altechna beschichtet, um den rauen Umweltbedingungen im Weltraum standhalten zu können.
    Die Alexandrit-Kristalle aus dem Projekt GALACTIC wurden von Optomaterials gezüchtet und von Altechn ...

    Foto: LZH


    Merkmale dieser Pressemitteilung:
    Journalisten, Wirtschaftsvertreter, Wissenschaftler
    Physik / Astronomie
    überregional
    Forschungsergebnisse, Forschungsprojekte
    Deutsch


     

    Hilfe

    Die Suche / Erweiterte Suche im idw-Archiv
    Verknüpfungen

    Sie können Suchbegriffe mit und, oder und / oder nicht verknüpfen, z. B. Philo nicht logie.

    Klammern

    Verknüpfungen können Sie mit Klammern voneinander trennen, z. B. (Philo nicht logie) oder (Psycho und logie).

    Wortgruppen

    Zusammenhängende Worte werden als Wortgruppe gesucht, wenn Sie sie in Anführungsstriche setzen, z. B. „Bundesrepublik Deutschland“.

    Auswahlkriterien

    Die Erweiterte Suche können Sie auch nutzen, ohne Suchbegriffe einzugeben. Sie orientiert sich dann an den Kriterien, die Sie ausgewählt haben (z. B. nach dem Land oder dem Sachgebiet).

    Haben Sie in einer Kategorie kein Kriterium ausgewählt, wird die gesamte Kategorie durchsucht (z.B. alle Sachgebiete oder alle Länder).