Gründer-Team entwickelt einzigartige Technologie für Ultrakurzpulslaser

Bahnbrechend – ein neuer Laser für Biowissenschaften. Ganz gleich, ob für Quanten-Computer in ausgesuchten Mikroskopieverfahren oder für die Materialbearbeitung in der Medizintechnik – Ultrakurzpulslaser sind in den unterschiedlichsten Bereichen von grundlegender Relevanz. Aktuell macht das Gründerteam von n2-Photonics Schlagzeilen, weil es eine komplett neue Technologie für Ultrakurzpulslaser entwickelt hat: ein Start-up, das mit 800.000 Euro vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert wird.

Stabil, zuverlässig und ultraschnell – innovativer Laser für Biowissenschaften

Wenn es in Wissenschaft, Forschung und Technik um die Beobachtung schneller Reaktionen geht, kommt man um die Verwendung modernster Lasertechnologien nicht umhin. Auch zur Analyse filigraner Strukturen auf dem Gebiet der Medizintechnik bedarf es innovativer Lösungen in Form von Ultrakurzpulslasern der Spitzenkategorie. Die drei erfolgsorientierten Unternehmensgründer Kilian Fritsch, Dr. Jürgen Raab und Christian Franke haben die in diesen Bereichen rasant steigende Nachfrage schon früh erkannt, gemeinschaftlich ein Projekt der ganz besonderen Art in die Wege geleitet – und mit bemerkenswertem Erfolg umgesetzt.

Mit viel Engagement, jeder Menge Fleiß, fundiertem Know-how und hoher Zielorientiertheit entwickelten die drei Gründer jüngst einen neuartigen Laser für den Einsatz auf dem Gebiet der Biowissenschaften. Sie verfolgten mit ihrem Vorhaben das hochgesteckte Ziel, ein bahnbrechendes Verfahren zur Impulsverkürzung auf die Beine zu stellen und es gemeinsam sogar bis zur Marktreife zu bringen.

Die drei „Köpfe“ hinter n2-Photonics

• Christian Franke ist kaufmännischer Kopf des Start-up-Unternehmens und Spezialist für die anwendungsbezogene Entwicklung optomechanischer Segmente.
• Kilian Fritsch ist verantwortlich für die technisch-physikalische Entwicklung im Rahmen des Projektes.
• Dr. Jürgen Raab ist Experte für technisch-physikalische Konzeptionierungen sowie für die Optimierung der Kerntechnologie.

Zum Hintergrund des Projektes

Das Leistungs- und Funktionsportfolio herkömmlicher Lasergeräte ist hinsichtlich ihrer Ausgangsimpulsdauer bis dato auf gerade einmal 200 Femtosekunden limitiert. Dies hat zur Folge, dass die maximale Energie sowie die mögliche erreichbare Zeitauflösung begrenzt ist. Um die Leistungskapazitäten entsprechender Geräte dennoch so gut wie möglich auszuschöpfen, greifen viele Experten im Rahmen ihrer Arbeiten auf externe Impulskompressoren zurück. Auf diese Weise kann es gelingen, Impulsdauern von 10 Femtosekunden oder gar weniger zu generieren.

Das Problem hierbei ist, dass modernere Verfahren mit Blick auf die spektrale Verbreiterung und die Kompression angesichts der hohen Komplexität lediglich ausgewählten Spezialisten zur Verfügung gestellt werden können. Bisher konnten dementsprechend nicht alle Forschungsprojekte angegangen werden, weil die erforderlichen Lasertechnologien nicht bzw. nur in begrenztem Maße zur Verfügung standen.

Das Prinzip ist einfach und herausragend zugleich

Sicherlich ist die Thematik der „Impulsverkürzung“ bekannt und kommt bereits weithin zum Einsatz. Das Besondere an der Erfindung des dreiköpfigen Start-up-Unternehmens ist, die an sich äußerst komplizierte Technologie für Ultrakurzpulslaser einfach und zuverlässig einsetzbar zu machen. Somit sollen auch Forscher aus anderen Fachbereichen auf diese Technologie zurückgreifen können. Ein Aspekt, der unter anderem auch von Vorteil ist, wenn es um die Aufzeichnung von Superzeitlupen mikroskopischer Systeme geht. Die drei Gründer investierten mehr als fünf Jahre in die Forschungsarbeit und schufen eine bis heute weltweit einzigartige Innovation, die durch eine nie da gewesene Prozessstabilität und Solidität brilliert.

Die Besonderheit

Die Technologie nutzt spezielle Edelgase bzw. Festkörper, um das Frequenzspektrum zu erweitern. Dadurch können die Laserimpulse einerseits um bis zum Zehnfachen des bisherigen Leistungsportfolios erweitert werden. Andererseits verkürzt sich im Zuge dessen die Impulsdauer. Das Besondere ist die passive optische Konzeptionierung. So besteht das System aus zwei jeweils gegenüber liegenden Spiegelmodulen und einem transparenten Glas- bzw. Saphirmedium. Wahlweise kann hierbei ein Gas dazwischen geschaltet werden. Dieses wird von den generierten Laserimpulsen mehrmals durchlaufen.

Die Forscher konnten unter anderem Folgendes erreichen:

• eine hohe Bandbreite in Bezug auf das Lichtspektrum
• die Erzeugung einer spektralen Verbreiterung von mehreren Hundert Nanometern
• eine hohe Leistungsstabilität
• eine höhere Kosteneffizienz, mehr Platzersparnis

Bestmögliche Unterstützung – von Anfang an

Das neuartige Gerät ist imstande, unter industriellen Bedingungen einfarbiges Licht aus der Laserquelle in mehrfarbiges, weißes Licht zu verwandeln. Man kann diesen Vorgang mit der Funktionalität eines Laserpointers vergleichen. Das beeindruckende Projekt wurde an der Professur für Lasertechnologie und Spektroskopie realisiert. Die dortige Forschungsinfrastruktur ist exzellent durchdacht und verfügt unter anderem über eine eigene mechanische Werkstatt sowie eine eigene Konstruktionsabteilung. Dadurch war es möglich, die Entwicklung des Prototypen immens zu beschleunigen.

Das ambitionierte Gründerteam profitierte von dem Förderprogramm des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie. Der Förderumfang beläuft sich auf mehr als 800.000 Euro. Nicht zuletzt spielte die beratende Unterstützung seitens der Max-Planck-Innovation und der Hamburg Innovation – vor allem in der Anfangsphase des Projektes – eine wesentliche Rolle. Man darf gespannt sein, welche weiteren Erfolge auf das zukunftsorientierte Start-up-Team warten.