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Neuartige Interferenzgitter in Jena entwickelt: ,Quantensprung' in der Lasertechnologie moeglich
Jena (13.02.) Den Prototypen eines Interferenzgitter aus dielektrischen Duennschichtsystemen haben Jenaer Physiker in einem Thueringer Verbundprojekt entwickelt. Interferenzgitter filtern definierte Wellenbereiche aus Lichtstrahlenbuendeln aus und gehoeren zu den Standardbauelementen von Lasern und optischen Messinstrumenten. Die dielektrischen Gitter sind wesentlich leistungsfaehiger und langlebiger als herkoemmliche metallfilmbeschichtete Glaeser.
Der Jenaer Prototyp entstand als Stan-dardloe-sung in Zusammenarbeit von Physikern der Friedrich-Schiller-Universitaet, des Fraunhofer-Instituts fuer Angewandte Optik und Fein-mechanik und der Mellinger Firma Layertec; das Thueringer Wissenschafts-ministerium foerdert das auf zwei Jahre angelegte Projekt mit insgesamt 650.000 Mark. Nun soll in einem internationalen Projekt auch eine High-tech-Variante fuer Extremlaser erarbeitet werden. Dafuer hat die Europaei-sche Union rund zwei Millionen Mark bereitgestellt.
Fuer das neuartige Interferenzgitter verwenden die Jenaer Wissenschaftler eine Kombination aus nur 100 Milliardstel Metern duennen Tantalpentoxid (Ta2O5)- und Siliziumdioxid (SiO2)-Schichten, die unter Vakuumbedingungen auf einen Traeger aufgedampft werden. Mit einem zweiten Arbeitsschritt wird in diese Schichten mittels Elektronenstrahl-Lithographie eine Gitterstruktur 'eingeritzt', die durch Lichtbeugungen die jeweils gewuenschten Wellenbereiche etwa eines Laserstrahls ausfiltern. Die Reflexionsleistung der neuen Beschichtung liegt bei 99,9999 Prozent und ist wesentlich hoeher als bei herkoemmlichen Interferenzgittern aus Aluminium oder Silber.
"Damit erreichen wir auch eine sehr hohe Zerstoerschwelle von 10-20 Joule pro Quadratzentimeter", er-laeutert der Jenaer Laserphysiker Prof. Dr. Roland Sauerbrey. Ein hoeherer Wirkungsgrad und geringerer Verschleiss, damit niedrigere Kosten etwa in industriellen Anwendungen, sind die Folge. "Aber wir werden auch fuer die Hochleistungslasertechnologie die Tuer in eine neue Dimension aufstossen", prophezeit er.
Denn waehrend das Thueringer Projekt Interferenzgitter mit nur einer Ta2O5/SiO2-Kombinationsschicht zur Serienreife bringen soll, wollen die Forscher im EU-weiten Verbund die Kombination aus mehreren ueberlagerten Schichtsystemen ausprobieren. Wenn das gelingt, koennten Laser mit noch intensiveren Lichtimpulsen gebaut werden, die den bisherigen Terawatt-Bereich (Billionen Watt) deutlich uebertreffen. In dem Projekt, das in diesem Jahr beginnt, arbeitet die Universitaet Jena mit den renommierten Rutherford-Appleton-Laboratories (RAL) in England, mehreren franzoesischen Partnern und Zeiss Oberkochen zusammen.
Entscheidend fuer die Projektvergabe durch die EU waren aber die Erfolge im Thueringer Verbundprojekt. Sauerbrey: "Ohne die Anschubfinanzierung durch das Schuchardt-Ministerium waeren wir jetzt nicht im Geschaeft." Nebenbei helfen die Erfurter Foerdergelder auch bei der Sicherung von 13 Hightech-Arbeitsplaetzen im ostthueringischen Mellingen, denn die Firma Layertec gewinnt durch die Forschungskooperation einen wichtigen Know-how-Vorsprung gegenueber der auslaendischen Kon-kurrenz. Der Physiker Hartmut Heyer, bis 1989 noch als Ingenieur an der Jenaer Universitaet angestellt, hatte sich unmittelbar vor der Wende mit einer Firmenausgruendung selbstaendig gemacht. Der Betrieb, den Heyer in einer umgebauten Scheune des elterlichen Gehoefts etablierte, liefert inzwischen weltweit massgeschneiderte Loesungen fuer optische Mess- und Lasertechnik. - Auch das eine Erfolgsgeschichte im Thueringer Strukturwandel.
(Fotos auf Anfrage)
Ansprechpartner: Prof. Dr. Roland Sauerbrey, Institut fuer Optik und Quantenelektronik der Friedrich-Schiller-Universitaet, Tel.: 03641/947200
Criteria of this press release:
Materials sciences, Mathematics, Physics / astronomy
transregional, national
Research projects
German
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