LED-Technologie mit Kaiser-Fried­rich-For­schungs­preis prä­miert

Der mit 15.000 Euro dotierte Kaiser-Friedrich-Forschungspreis geht in diesem Jahr an Dr. Markus Bröll, Dr. Jens Müller, Dr. Andreas Rudolph, Karl Ernst Christaller, Dr. Claus Jäger, Bianka Schnabel und Dr. Martin Behringer von der Osram Opto Semiconductors GmbH in Regensburg. Die prämierte Innovation „810nm Infrarot LEDs für mobile Iris-Erkennung“ beschäftigt sich mit der Entwicklung einer speziellen LED für ein biometrisches Identifizierungsverfahren zur Anwendung im Mobiltelefon oder Tablet-Computer.

Mit dem Projekt der Entwicklung einer sicheren biometrischen optischen Erkennungsprozedur, kann ein Szenario Wirklichkeit werden, was wir aus Sciencefiction-Filmen oder Hochsicherheitsbereichen kennen: die Identifizierung eines Menschen anhand seines Auges als Alternative zum Fingerabdruck-Scan – beispielsweise zur Erledigung von Online-Bankgeschäften oder Internet-Einkäufen über mobile Geräte.

Diese Zukunftsvision kann tatsächlich bald zur Realität werden, wenn die von den Preisträgern entwickelte Infrarot LED das hält, das sie momentan verspricht. Mit ihr könnten erstmals die geforderten Eigenschaften einer sicheren Iris-Erkennung mit nur einer einzigen Lichtquelle erfüllt werden – Voraussetzung, um die innovative Erkennungstechnologie kostengünstig im Massenmarkt umzusetzen. Mit der leistungsfähigen LED sei erstmals eine sichere, schnelle Iris-Erkennung für alle Augenfarben, unterschiedlichste Tageslichtverhältnisse und Erkennungsabstände von bis zu vierzig Zentimetern möglich.

Das Auge wird dazu mit infrarotem Licht ausgeleuchtet und die Kamera des Geräts nimmt ein Bild der Iris auf, in dem charakteristische Merkmale identifiziert werden. Die vom Projektteam entwickelte Infrarot-Leuchtdiode (IRLED) bietet hierfür nun weltweit erstmals die Möglichkeit Iris-Erkennung auch für mobile Anwendungen kostengünstig zu realisieren. Dazu war es nötig, sowohl ein neues Epitaxiedesign, als auch einen neuen LED-Chip mit speziell auf die Augenphysiognomie abgestimmten Eigenschaften zu entwickeln. Die Besonderheit lag dabei in der Emissionswellenlänge von 810 Nanometer, da diese kontrastreiche Irisaufnahmen ermöglicht, unabhängig von der Augenfarbe der zu identifizierenden Person. Die Wellenlänge liegt jedoch im Grenzbereich zwischen Phosphid- und Arsenid-Materialsystem (ähnlich dem „Green-Gap“ im Sichtbaren), stellt deshalb hohe Anforderungen an das Kristallwachstum und erfordert für ausreichende Helligkeiten innovative Konzepte in Epitaxie und Chiptechnologie. So ließ sich beispielsweise mit der Nanostack-Dünnfilm-Technologie – zwei übereinander liegende Emissionsschichten – die Strahlstärke für diesen Wellenlängengrenzbereich gegenüber einem Einfachemitter nahezu verdoppeln. Sie erreicht heute im Laborbetrieb weltweit einzigartige Rekordstärken von 3800 mW/sr bei 1 A Betriebsstrom. Dies ermöglicht eine energiesparende und kompakte Iris-Erkennung in mobilen Anwendungen. Die neu entwickelten IRLEDs wechselten dazu kürzlich aus der Entwicklung in die Fertigung, erste Einsätze in Tablets und Smartphones sind für dieses Jahr zu erwarten.

Die siebenköpfige Jury aus Wissenschaft und Wirtschaft hatte in diesem Jahr aufgrund der sehr unterschiedlichen Bewerbungen von hohem wissenschaftlichem Niveau drei Arbeiten für den Forschungspreis nominiert. Weitere Nominierungen für den Preis waren die Arbeit von Dr. Peter Schreiber, Dr. Peter Dannberg, Dipl. Phys. Marcel Sieler aus dem Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik Jena zum Thema „LED-Array-Beleuchtung“ und die Arbeit von Tilman Schimpke, Johannes Ledig, Martin Mandl und Xue Wang. Diese entstand in einer Kooperation zwischen dem Institut für Halbleitertechnik, Technische Universität Braunschweig und der Osram Opto Semiconductors GmbH.

PhotonicNet / CT