Grøn laserdiode sætter verdensrekord

DTU Fotonik har med et kvantespring i laserteknologi skabt positiv opmærksomhed i fotonik-kredse.

Det er nemlig lykkedes at frembringe et grønt laserlys med en energieffektiv laserdiode, som har rekordhøj lysstyrke og koster 90 procent mindre.

Laserdioder er lyskilder, der kan udsende laserlys i en bestemt farve, og de grønne af slagsen er særligt vigtige. De bruges nemlig til laserdisplays i industrien til bearbejdning af materialer, til måleudstyr samt til behandling af forskellige hudsygdomme. For at få en laserdiode til at lyse grønt benyttes en infrarød laserdiode, som skal frekvensfordobles. Frekvensfordobling sker i princippet ved at lade to lyspartikler (fotoner) i en infrarød laserstråle smelte sammen til én kraftigere foton, og derved er det muligt at ændre lysets farve fra usynlig infrarød til synlig grøn.

Det har dog hidtil krævet, at man sender strålen gennem en såkaldt faststof-laser. Faststof-laseren er imidlertid temmelig dyr og sluger meget energi, og desuden halveres strålens lysstyrke undervejs. DTU Fotonik kan imidlertid frekvensfordoble den infrarøde stråle blot ved at sende den gennem en særlig optisk krystal. Derved er forskerne i stand til at ændre strålens farve til grøn, uden at lysstyrken mindskes, fordi den dyre og ineffektive faststof-laser tages ud af processen. Det betyder en reduktion i omkostningerne på op til 90 procent.

Verdensrekord

Det andet kvantespring for DTU Fotonik skete, da den grønne laserdiode i januar i år opnåede en lysstyrke på 1,58 watt. Det er en verdensrekord, som blev beskrevet i det amerikanske fagtidsskrift Optics Express i marts. Den høje lysstyrke er en firedobling af, hvad man hidtil har set i laserdioder.

»Det er vi meget stolte af, og vi arbejder på et højt fagligt niveau for at udvikle verdens bedste lasersystem. Denne rekord giver gode, nye muligheder for DTU, fordi vi får lov at udvikle ny laserteknologi sammen med de dygtigste forskere og virksomheder i Europa,« siger Paul Michael Petersen.

Han er forskningsleder og adjungeret professor på DTU Fotonik og leder laserkavitetsudviklingen i det internationale konsortium BRIGHTER. EU, som arbejder for at udvikle en ny generation af laserdioder med høj lyskvalitet. Laserkaviteten er den vigtige del af laseren, hvori lyset sendes frem og tilbage mellem to spejle. Dermed er det muligt at forstærke lyset effektivt.

Ny laser fra Tyskland

Den nye og kraftigere grønne laser er en kombination af tysk laserteknologi og DTU-ekspertise.

Vi arbejder på et højt fagligt niveau for at udvikle verdens bedste lasersystem. Denne rekord giver gode, nye muligheder for DTU, fordi vi får lov at udvikle ny laserteknologi sammen med de dygtigste forskere og virksomheder i Europa.

Paul Michael Petersen

DTU Fotonik har sammen med det tyske forskningsinstitut for højfrekvensteknologi, Ferdinand Braun Instituttet, udviklet en ny laser, som viser sig egnet til at frekvensfordoble.

»Denne nye laser havde den gode kvalitet, der skulle til, og DTU Fotonik udviklede derefter metoden til at frekvensfordoble strålen ved hjælp af en optisk krystal,« siger forsker ved DTU Fotonik Ole Bjarlin Jensen.

Hvad fremtiden vil bringe

Den nye laserteknologi gør det prismæssigt muligt at fremstille laserdisplays i biler, hvor man vil kunne se speedometer, benzinmåler, ur eller olietryk midt i forruden på sin bil. Nøjagtig som et 'heads up-display' i et jagerfly, hvor piloten har alle vigtige informationer lige midt i sit synsfelt.

»Hvis vi kan ramme flere farver i spektret end grøn, vil der åbne sig helt nye muligheder. For eksempel til udvikling af den nye generation af fjernsyn, laser-tv'et eller til mikro-displays, hvor du ved hjælp af en mini-laser i din mobiltelefon vil kunne vise en film i høj kvalitet på din væg hjemme i stuen,« siger Ole Bjarlin Jensen.

Lavet i samarbejde med DTU.