Neue Entwicklungen bei Diodenlasern und UV-LEDs auf den Photonics Days

Vom 4. bis 7. Oktober 2021 finden die Photonics Days Berlin Brandenburg im Hybridformat statt. Das Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik (FBH) beteiligt sich mit Vorträgen und an der zweitägigen Ausstellung am 6./7. Oktober in Berlin-Adlershof.

Die viertägige Konferenz vernetzt Teilnehmende aus den Bereichen Photonik, Optik, Mikrosystemtechnik und Quantentechnologie. Wissenschaftler*innen des Ferdinand-Braun-Instituts sind insbesondere mit Beiträgen zu Hochleistungsdiodenlasern, UV-LEDs und darauf basierenden Bestrahlungssystemen für den medizinischen Bereich sowie im Bereich der Quantentechnologien vertreten. Am Stand zeigt das FBH einen Diodenlaserstack, der für hohe Ausgangsleistungen optimiert ist und ein UVC-LED-Bestrahlungssystem für medizinische Anwendungen. Darüber hinaus, ist erstmalig ein Exponat zu sehen, das die Anwendung gelb-grüner Lasermodule in der Augenheilkunde exemplarisch demonstriert. Das FBH entwickelt die direkt modulierbaren Strahlquellen im Wellenlängenbereich von 532 nm über 561 nm bis hin zu 590 nm mit bis zu 2 Watt Ausgangsleistung im Dauerstrichbetrieb. Die kompakten Laserquellen könnten deutlich größere Farbstoff- und Kupferbromidlaser ersetzen.

LED-Bestrahlungssysteme gegen multiresistente Krankheitserreger und Coronaviren

Das FBH hat UV-LED-basierte Bestrahlungssysteme entwickelt, die bereits an der Charité, Universitätsmedizin Berlin und an der Universitätsmedizin Greifswald getestet werden. Damit sollen künftig multiresistente Krankheitserreger wie MRSA und Coronaviren wie SARS-CoV-2 direkt am Menschen hautverträglich inaktiviert werden. Die Systeme sind mit jeweils 120 Leuchtdioden ausgestattet, die bei einer Wellenlänge von 233 nm emittieren und gemeinsam mit der TU Berlin entwickelt wurden. Dank einer optimierten Halbleiterepitaxie und Chip-Prozesstechnologie lassen sich diese Leuchtdioden der neuesten Generation mit doppelt so hohen Strömen wie bisher betreiben – sie liefern mehr als 3 mW Ausgangsleistung bei 200 mA. Darüber hinaus hat das FBH in Zusammenarbeit mit dem CiS Forschungsinstitut für Mikrosensorik neue siliziumbasierte LED-Gehäuse entwickelt. Neben einer effizienten Wärmeableitung sorgen Aluminium-Reflektoren und eine plan-konvexe Linse für einen Abstrahlwinkel von nur 60 Grad. Dies wiederum erhöht die Transmission, das heißt das Licht, das der verbaute Spektralfilter hindurchlässt. Mit den Systemen kann eine Fläche von 70 mm Durchmesser mit einer Homogenität von über 90 % bestrahlt werden. Das UVC-Licht ist frei von hautschädigenden Wellenlängen oberhalb von 240 nm und besitzt eine Stärke von 0,4 mW/cm2 – das Zehnfache dessen, was Vorgängersysteme erreicht haben.

Weitere Details: Session am 7.10. (in Präsenz) „Advanced UV technologies & applications“

Rekordwerte bei Diodenlasern – optimiert für hohe Ausgangsleistungen

Das FBH stellt auch seine Fortschritte bei Pumplasern mit hoher Wiederholrate für zukünftige Festkörperlasersysteme der Hochenergieklasse vor. Die Spitzenausgangsleistung seiner Diodenlaserbarren im quasi-kontinuierlichen Betrieb bei zugleich exzellenter Effizienz konnte das Institut dabei bis zum Vierfachen steigern. Dadurch sinken die Kosten in Euro pro Watt – eine zentrale Kenngröße für die Industrie. Die optimierten Diodenlaser baut das FBH zu Stackmodulen auf, mit Verbesserungen im Bereich des Packaging und der Optiken. So konnte erstmalig eine fasergekoppelte gepulste Pumplaserquelle mit 1 kW Ausgangsleistung bei 780 nm Wellenlänge in einer 1 mm Kernfaser (bislang 1,9 mm) demonstriert werden. Das passiv gekühlte Modul konnte das Tastverhältnis von 20 % auf bis zu 50 % steigern (10 ms 10…50 Hz).

Weitere Informationen:

https://photonics-days-berlin-brandenburg-2021.b2match.io/agenda – Programm der Photonics Days