Grünes Licht für Laserprojektoren

Vom Labor in die Anwendung: Osram Opto Semiconductors stellt seine ersten direkten grünen Diodenlaser vor. Die beiden kompakten Laserdioden mit 30 und 50 Milliwatt optischer Leistung bieten eine besonders hohe Strahlqualität und deshalb ein Fortschritt in der Entwicklung von Kleinst-Projektoren für mobile Geräte wie Smartphones oder Kameras. Auch Projektionseinheiten für Lasershows sowie Punkt- und Linienlaser profitieren von der neuen Technologie.

Der Schöpfung des grünen Lasers gingen jahrelange und intensive Entwicklungsarbeiten in Regensburg voraus. Sie wurden unter anderem im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Verbundprojekts MOLAS durchgeführt, das Technologien für ultrakompakte und mobile Laser-Projektionssysteme erarbeitete. Forscher des Unternehmens erhielten 2010 für die Entwicklungsleistungen zum grünen Laser den Karl-Heinz-Beckurts-Preis.

Direkte grüne Diodenlaser sind ein wichtiger Schritt in Richtung leistungsfähiger Pikoprojektoren. Durch sie wird der bisherige Weg grünes Licht durch die aufwändige Verdopplung der Frequenz infraroten Laserlichts zu erzeugen unnötig. Außerdem können damit eine sehr hohe Farbwiedergabe und ein hoher Kontrast erreicht werden. Die Wellenlänge der neuen Laserdiode von 515 bis 530 Nanometer liefert genau das richtige Grün für Projektionsanwendungen. Die optische Leistung der neuen Diodenlaser beträgt 50 Milliwatt und die Effizienz liegt derzeit bei fünf bis sechs Prozent. Die PL 515 bietet eine Ausgangsleistung von 30 Milliwatt bei einem Wellenlängenbereich von 510 bis 530 Nanometern.

Mit einem Gehäusedurchmesser von nur 3,8 Millimeter lassen die Laserdioden Projektionseinheiten deutlich schrumpfen. „Der kommerzielle Durchbruch von kompakten Laserprojektoren rückt damit in greifbare Nähe“, sagt Stephan Haneder, Marketing Manager für Consumer Laser bei Osram Opto Semiconductors.

Die Laser haben eine sehr hohe Strahlqualität – also einen extrem engen Strahl, der sich aufgrund seines kleinen Divergenzwinkels nur gering aufweitet. Bei Pikoprojektoren, die das Laserlicht mit einem mikro-elektromechanischen Spiegel (MEMS) ohne weitere Optiken projizieren, bestimmt die Größe des Lichtpunkts die Bildauflösung – hier ist die Strahlqualität besonders wichtig. Beide Laserdioden operieren im „single mode“, das heißt sie emittieren nur eine transversale Schwingungsmode.

Direkt emittierende Laser sind überdies besser modulierbar im Vergleich zu anderen Lasertypen, wie frequenzverdoppelten Lasern. Dies ist eine wichtige Eigenschaft für MEMS-basierte Projektoren, bei denen sich die Farbanteile pro Pixel aus der Leuchtdauer der jeweiligen Laserdiode ergeben. Auch muss der Fokus des Projektionsbildes nicht mehr nachgeregelt werden: Das Bild ist immer scharf, sogar auf gekrümmten Oberflächen.

Die single mode-Laser eröffnen als Lichtquelle für Lasershows neue Möglichkeiten. Ihre hohe Strahlqualität ermöglicht auch über große Entfernungen die Darstellung feinster Strukturen. Zum anderen profitieren die Projektoren von der hohen Temperaturstabilität und der geringen Baugröße der Laser.

Der grüne Diodenlaser eignet sich auch für den Einsatz als Punkt- oder Linienlaser, beispielsweise zur Abstandsmessung. Da das menschliche Auge im grünen Spektralbereich am empfindlichsten ist, bietet er im Vergleich zu rotem Laserlicht einen weiteren wichtigen Vorteil. Bei gleicher Laserleistung und damit gleicher Laserschutzklasse wird grünes Licht vom Auge besser wahrgenommen als das üblicherweise verwendete rote Licht. Damit können Abstandsmessgeräte, wie sie in Handwerk und Bau verwendet werden, auch bei größeren Entfernungen eingesetzt werden.

Osram / PH