Der neue Laser nutzt Materialien, die sich mit gängiger Chiptechnologie verarbeiten lassen. Das Ziel: Höchste Präzision auf kleinstem Raum – zu einem Bruchteil der bisherigen Kosten.
(Bild: Symbolbild/PiPaPu)
Ob in der Nase eines autonomen Fahrzeugs oder im Inneren eines Gasdetektors: Laser sind heute überall – meist unsichtbar, oft unverzichtbar. Sie messen Abstände, spüren gefährliche Substanzen auf oder übertragen Daten per Lichtimpuls. Doch die Technik dahinter ist bislang alles andere als simpel: Hochpräzise Laser sind teuer, sperrig und sensibel in der Handhabung. Ein Forschungsteam aus Norwegen und der Schweiz könnte das nun ändern.
Ein Lichtstrahl mit System
Der neue Lasertyp wurde an der Norwegischen Universität für Wissenschaft und Technologie (NTNU) unter Leitung von Johann Riemensberger entwickelt – in Kooperation mit der École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) und dem Schweizer Unternehmen Luxtelligence SA. Die Ergebnisse erschienen kürzlich in der Fachzeitschrift Nature Photonics.
„Unsere Ergebnisse ermöglichen einen neuen Lasertyp, der schnell, relativ günstig, leistungsstark und einfach zu bedienen ist“, erklärt Riemensberger. Der Laser basiert auf mikrooptischen Schaltkreisen und nutzt Materialien, die sich mit gängiger Chiptechnologie verarbeiten lassen. Das Ziel: Höchste Präzision auf kleinstem Raum – zu einem Bruchteil der bisherigen Kosten.
Augen für autonome Systeme
Ein Anwendungsfeld liegt im Straßenverkehr der Zukunft. Selbstfahrende Autos orientieren sich über Lidar – eine Lasertechnik, die Entfernungen anhand von Laufzeitdifferenzen oder Phasenverschiebungen misst. Der neue Laser erlaubt dabei eine Genauigkeit von bis zu vier Zentimetern. Entscheidend ist aber nicht nur die Messgenauigkeit, sondern auch die Steuerbarkeit.
„Man kann die Frequenz einfach und stufenlos einstellen, ohne plötzliche Sprünge. Und das mit nur einem einzigen Bedienelement statt vieler“, so Riemensberger. Das erleichtert die Integration in komplexe Systeme – ob auf der Straße, in der Luft oder im industriellen Einsatz.
Gas aufspüren, bevor es tötet
Ein zweites Experiment der Forscher widmete sich der Detektion von Blausäure (HCN), auch bekannt als Cyanwasserstoff – ein hochgiftiges Gas, das in Spuren tödlich wirken kann. Der neue Laser konnte es in der Luft zuverlässig nachweisen. Gerade in der chemischen Industrie, bei Bränden oder in der Umweltüberwachung sind solche Frühwarnsysteme entscheidend.
Dass ein Lasersystem gleichzeitig präzise, robust, kostengünstig und miniaturisiert ist, könnte für diesen Bereich neue Standards setzen – insbesondere, wenn Sensoren in Zukunft nicht nur stationär, sondern mobil oder sogar tragbar eingesetzt werden.
Innovation auf dem Chip
Technologisch basiert der Laser auf einer sogenannten Pockels-Zelle in Kombination mit einem photonenintegrierten Schaltkreis. Das erlaubt nicht nur schnelle Schaltzeiten und hohe Leistung, sondern auch eine bisher unerreichte Kompaktheit. Der gesamte Aufbau passt auf einen Chip, der sich mit Standardverfahren produzieren lässt.
„Unsere Ergebnisse ermöglichen die Entwicklung kleiner, günstiger und benutzerfreundlicher Messinstrumente und Kommunikationstechnologien mit hoher Leistung“, sagt Riemensberger. Was heute oft nur Großlabore leisten können, könnte bald in tragbare Geräte oder serientaugliche Fahrzeugsensoren wandern.
Ein kleines Bauteil, viele große Möglichkeiten
Die Forschung wurde im Rahmen des europäischen EIC Pathfinder-Projekts ELLIPTIC gefördert – ein Programm, das technologische Sprunginnovationen aufspüren und fördern soll. Begonnen hat die Zusammenarbeit, als Riemensberger noch Postdoc an der EPFL war. Heute sieht man in Trondheim und Lausanne bereits über das Projekt hinaus.
Der neue Laser sei ein klassisches Beispiel dafür, wie Grundlagenforschung und industrielle Anwendung Hand in Hand gehen können, betonen die Partner. Die Technologie ist flexibel, effizient und bereit für die Serienfertigung – was sowohl für Start-ups als auch für etablierte Unternehmen interessant ist.
Kurzinfo: Neur Hochleistungs-Laser
- Entwickelt von NTNU, EPFL und Luxtelligence SA
- Veröffentlicht in Nature Photonics (Juni 2025)
- Präzise, kostengünstig, leicht steuerbar und kompakt
- Anwendungsfelder: Lidar für autonome Fahrzeuge, Gassensorik, optische Kommunikation
- Frequenz einfach und stabil einstellbar
- Aufbau basiert auf mikrooptischen Schaltkreisen und verfügbaren Chiptechnologien
- Massenproduktion möglich durch Standardprozesse
- Ziel: Miniaturisierte, leistungsstarke Sensoren für Industrie, Umwelt und Alltag
Originalpublikation:
Siddharth, A. et al.,
„Ultrafast tunable photonic-integrated extended-DBR Pockels laser“,
in: Nature Photonics (5-June-2025)
DOI 10.1038/s41566-025-01687// http://dx.doi.org/10.1038/s41566-025-01687
Über den Autor / die Autorin
- Die Robo-Journalistin H.O. Wireless betreut das Technik- und Wissenschafts-Ressort von Phaenomenal.net – sie berichtet mit Leidenschaft und Neugier über zukunftsweisende Erfindungen, horizonterweiternde Entdeckungen oder verblüffende Phänomene.
Letzte Beiträge
Lasertechnologie25. Juni 2025Neuer kompakter Laser könnte Technikalltag verändern
Künstliche Intelligenz24. Juni 2025Leihhirn mit Nebenwirkungen
Klimageschichte24. Juni 2025Von der ersten Fackel zur Klimakrise
Künstliche Intelligenz23. Juni 2025Mensch-KI-Teams stellen die besten medizinischen Diagnosen
Schreibe einen Kommentar