Konzepte für ultrakurzgepulste Strahlquellen der nächsten Generation

BMBF-Verbundprojekt NEXUS erforscht Parameter von UKP-Systemen zur Pulsdauer, Pulsenergie, Repetitionsrate und Emissionswellenlänge.
Computeranimiertes Schema des Aufbaus mit vier parallel geschalteten Lasern.

Schema eines geplanten Vier-Kristall-Oszillators mit cavity-dumping © IQ – Universität Hannover

20.02.13

BMBF-Verbundprojekt NEXUS

Ultrakurzpulslasersysteme haben den Vorteil, dass Laserpulse im Pikosekunden- (10-12s) oder Femtosekundenbereich (10-15s) so unvorstellbar kurz sind, dass sie das Material bei der Bearbeitung in den umliegenden Bereichen nicht erwärmen oder ausdehnen. Solche Strahlquellen mit Pulsdauern kleiner einer Pikosekunde sind heutzutage in ihrem Aufbau allerdings immer noch sehr komplex. Sie werden deshalb oft mit dem Prädikat „nicht industrietauglich“ und „zu teuer“ versehen.

Während sich für längere Pulsdauern und für kontinuierliche Strahlquellen bereits starke Firmen etabliert haben, haben sich im Bereich der „Hochenergie-Sub-Pikosekunden-Laser“ erst wenige Firmen in Deutschland auf diesen sehr spezifischen Markt konzentriert.

Da die neuen Systeme in Zukunft jedoch eine wesentliche Rolle in der Anwendung spielen werden, hat sich der vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderte Forscherverbund NEXUS die Aufgabe gestellt, neue innovative und zukunftsweisende Ultrakurzpuls-Strahlquellen für zukünftige Anwendungen zu erforschen, die bisher nicht verfügbar sind.

Dabei werden Ansätze erarbeitet, die einfache, kompakte und kosteneffiziente Erzeugung der ultrakurzen Laserpulse erlauben. Ziel ist hier ein Portfolio an Basispatenten auf dem Gebiet für die Verwertung in Deutschland zu schaffen.
Anwendungsgebiete für diese Lasersysteme liegen in der Materialbearbeitung, Medizintechnik, Messtechnik, Umwelttechnik, Schadstoffanalyse und Sensortechnik.

Im Verbundprojekt NEXUS sollen insbesondere Skalierungskonzepte für hochenergetische Ultrakurzpuls-Oszillatoren, hochrepetierende und hochenergetische few-cycle Lasersysteme, die kohärente Kombination der Strahlung ultrakurzer Faserlaser und eine Erweiterung des Emissionsspektrums hochenergetischer Pulse in den infraroten Spektralbereich untersucht werden. Damit werden in dem Verbundprojekt die Forschungsthemen zu allen relevanten Parametern von UKP-Systemen, wie Pulsdauer, Pulsenergie, Repetitionsrate und auch die Emissionswellenlänge abgedeckt.

Um diese wissenschaftlich und technologisch herausfordernde Aufgabe zu lösen, haben sich die Friedrich Schiller Universität Jena, die Leibniz Universität Hannover, die Ludwig-Maximilians-Universität München und das Laser Zentrum Hannover e. V. in dem Forscherverbund NEXUS zusammengefunden um ihre Kompetenzen auf dem Gebiet der Ultrakurzpulslaser zu bündeln. Die Partner werden vom BMBF bis Ende März 2015 mit 2,1 Millionen Euro unterstützt.

Weitere Informationen

Steckbrief BMBF-Verbundprojekt NEXUS

Ansprechpartner

Prof. Dr. Jens Limpert
Friedrich-Schiller-Universität Jena
Institut für Angewandte Physik
Albert-Einstein-Str. 15, 07745 Jena
Tel.: +49 3641 947811

E-mail: jens.limpert@uni-jena.de

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