Durchstimmbare Photonische Kristalllaser auf Kunststoffbasis

Im Rahmen des vom BMBF geförderten Projektes werden neuartige oberflächenemittierende Photonische Kristall-Laser in reiner Kunststofftechnologie hergestellt und zu einer im sichtbaren Spektralbereich durchstimmbaren Laserlichtquelle ausgebaut.

Im Rahmen des Projektes sollen neuartige oberflächenemittierende Photonische Kristall-Laser (PXLs) auf der Basis von Oberflächenreliefgittern in reiner Kunststofftechnologie hergestellt werden und unter Verwendung eines geeigneten Festkörperlasers als Pumpquelle zu einer im sichtbaren Spektralbereich durchstimmbaren, äußerst kompakten Laserlichtquelle ausgebaut werden. Durch holographische Belichtung werden Prägewerkzeuge hergestellt, mit denen Kunststoffsubstrate mit einer Nanostrukturierung versehen werden. Als aktives Lasermedium werden halbleitende organische Aufdampfschichten mit hoher optischer Verstärkung und hoher Stabilität verwendet. Auf diese Weise bildet sich ein aktiver 2D Photonischer Kristall, der durch optisches Pumpen bei niedriger Schwelle zur Lasertätigkeit angeregt werden kann. Als Pumplaser soll in einem Komplettsystem ein speziell entwickelter diodengepumpter Festkörperlaser eingesetzt werden. Die zentrale Zielsetzung ist die Realisierung eines integrierten, weit durchstimmbaren Lasers für den sichtbaren Spektralbereich. Die Resonanzwellenlänge des Lasers soll hierbei durch die folgenden lokal auf einem Kunststoffchip variierenden Eigenschaften kontrolliert werden:

  • Periode des 2D Oberflächengitters (Variation der photonischen Bandstruktur) 
  • Schichtdicke der organischen Aufdampfschicht (Variation des effektiven Brechungsindexes in Wellenleitergeometrie) 
  • Komposition der organischen Halbleiterschicht (Variation der Absorptions- und Emissionseigenschaften)

Es soll weiterhin ein geeigneter frequenzvervielfachter kompakter Festkörperlaser entwickelt werden, der durch genügend kurze Pulsdauer, ausreichende Pulsenergie, eine hohe Repetitionsrate und Kostengünstigkeit gekennzeichnet ist. Basierend auf einem geeigneten Pumplaser und dem Photonischen Kristall-Laser soll ein kompaktes durchstimmbares Gesamtsystem aufgebaut werden.


 

Kooperationspartner:

 Fraunhofer-Gesellschaft  Universität Kassel  
 Postfach 190339  Mönchebergstr. 19  
 80603 München  34109 Kassel