Produkte im Fokus

Hocheffiziente Diodenlaser bei 640 nm

Das FBH bietet neu entwickelte hocheffiziente, rote Laser an, die in der Displaytechnologie, Medizin- und Messtechnik eingesetzt werden können. Sie erreichen bei 15°C und einer optischen Ausgangsleistung von 420 mW eine Konversionseffizienz von 37%. Dies ist ein Weltbestwert für Laser mit passiver Kühlung. Durch die hohe Effizienz wird einerseits Energie gespart, andererseits sind auch höhere Ausgangsleistungen möglich, da sich der Laserchip nicht so stark erwärmt und das so genannte "thermische Überrollen" der Kennlinie erst bei höheren Ausgangsleistungen einsetzt. Mehr als 500 mW wurden damit bereits erreicht. Der elektrisch gepumpte Bereich hat eine Fläche von nur 30 µm x 750 µm. Diese Laser werden mit der p-dotierten Seite auf Diamant-Wärmespreizer aufgelötet, um eine gute Wärmeabfuhr aus der aktiven Zone zu gewährleisten.

Publikation:

"Conductively Cooled 637-nm InGaP Broad-Area Lasers and Laser Bars With Conversion Efficiencies Up to 37% and a Small Vertical Far Field of 30°"


Diodenlaser für Freiraumkommunikation und optische Metrologie

Hybrid-intergrierter Laser
Hybrid-integrierte Laserstrahlquelle

Das FBH arbeitet an Diodenlasern, die in einer extrem geringen spektralen Bandbreite emittieren. Mit einer Genauigkeit von besser als 1:109 wird dabei die Frequenz des Lichtes bestimmt und festgehalten. Die Diodenlaser des FBH ermöglichen einen kompakten und stabilen Aufbau derartiger Lasersysteme und brauchen zudem wesentlich weniger Energie als bisherige Systeme. Das macht derartige Strahlquellen insbesondere für die Raumfahrt interessant. Bei der optischen Kommunikation zwischen Satelliten oder zwischen Raumstationen und Raumschiffen etwa, die dank der Lasereigenschaften mit sehr geringer Energie pro Bit auskommt. Weitere spannende Anwendungen sind quantenoptische Präzisionsmessungen von Naturkonstanten oder der Stärke von Gravitationsfeldern zur Bestimmung verborgener Hohlräume.

Die Forschungsarbeiten des FBH konzentrieren sich momentan auf die weitere Erhöhung der optischen Leistung sowie der weiteren Verbesserung der spektralen Eigenschaften. Aktuell erreichen Diodenlaser aus dem FBH mit monolithisch integriertem Gitter Ausgangsleistungen von mehr als 250 mW bei 1060 nm mit einer intrinsischen Linienbreite unter 50 kHz – dies sind internationale Bestwerte für Diodenlaser. Die Wellenlänge wiederum ist für die optische Freiraumkommunikation hoch interessant. Für quantenoptische Präzisionsmessungen sind Diodenlaser mit ähnlichen Eigenschaften für den Wellenlängenbereich um 780 nm in der Entwicklung. Dabei sollen mit Hilfe von optischen Verstärkern Ausgangsleistungen im Wattbereich erreicht werden. Diese ebenfalls am FBH entwickelten optischen Verstärker auf Halbleiterbasis werden auf mikrooptischen Bänken mit den Diodenlasern und weiteren Sensoren für die Frequenzstabilisierung hybrid integriert. Auf diese Weise entsteht eine kompakte, stabile Laserstrahlquelle mit höchster spektraler Brillanz.


20-W-Leistungstransistoren

Am FBH sind jetzt Galliumnitrid-Leistungstransistoren für den 2 - 4 GHz-Frequenzbereich verfügbar. Ein erster 20-Watt-Typ wird über die Ausgründung BeMiTec vermarktet. 60-Watt-Typen sind derzeit in der Entwicklung und wurden als Prototypen bereits an Industriepartner geliefert. Die Transistoren sind in Mikrowellengehäusen aufgebaut, ein Modell für den Schaltungsentwurf ist verfügbar. Gegenüber Transistoren der Wettbewerber zeichnen sich die FBH-Bauelemente durch ihre sehr gute Linearität aus. Daher sind sie in Mikrowellenverstärkern zur effizienten Verstärkung von digital modulierten Signalen geeignet und können beispielsweise in Mobilfunk-Basisstationen oder im WIMAX-Bereich eingesetzt werden.