Zukunftspreis für kurze Pulse
Ein Team der Uni Jena, der Robert Bosch GmbH und der TRUMPF Laser GmbH + Co. KG erhält den Deutschen Zukunftspreis für die Entwicklung von Ultrakurzpulslasern für die industrielle Massenfertigung
Deutschlands Zukunft liegt im Licht – dieser Eindruck drängt sich auf beim Blick auf die Endrunde des Deutschen Zukunftspreises 2013: Obwohl der Preis recht allgemein für technische, ingenieur- oder naturwissenschaftliche Leistungen mit hohem Anwendungspotenzial ausgelobt ist, dreht sich bei den drei nominierten Teams in diesem Jahr alles ums Licht. Bei zwei Projekten ging es um Laserlicht als Werkzeug, beim dritten um bessere Leuchtdioden. Den mit 250.000 Euro dotierten Preis überreichte Bundespräsident Joachim Gauck am 4. Dezember an die strahlenden Gewinner Jens König (Robert Bosch GmbH, Schwieberdingen), Stefan Nolte (Universität Jena und Fraunhofer IOF, Jena) sowie Dirk Sutter (TRUMPF Laser GmbH + Co. KG, Schramberg) für ihr Projekt „Ultrakurzpulslaser für die industrielle Massenfertigung – produzieren mit Lichtblitzen“.
Die Gewinner des Deutschen Zukunftspreises 2013 (v.l.): Jens König, Stefan Nolte und Dirk Sutter (Quelle: Deutscher Zukunftspreis)
Die Preisträger haben gezeigt, wie sich die unterschiedlichsten Materialien mit ultrakurzen Laserpulsen sehr präzise auf Mikrometerskala bearbeiten lassen. Die wenige Femto- oder Pikosekunden kurzen Laserpulse verdampfen dabei das zu bearbeitende Material, ohne dass dieses zuvor schmilzt. Diese „kalte“ Bearbeitung ermöglicht höchste Präzision auf kleinstem Raum, sodass kein aufwändiges und teures Nachbessern der Produkte erforderlich ist. Stefan Nolte legte mit der Erforschung der grundlegenden physikalischen Effekte die Grundlage für den Einsatz von Ultrakurpulslasern in der Materialbearbeitung. Dirk Sutter entwickelte mit seinem Team die weltweit ersten und bis heute leistungsfähigsten industrietauglichen Ultrakurzpulslaser. Jens König und seine Mitarbeiter bei Bosch erforschten die genauen Anforderungen und spezifizierten gemeinsam mit TRUMPF den Laser, damit dieser allen Aspekten der Materialbearbeitung genügte. Zu den bereits umgesetzten Anwendungen gehören Einspritzdüsen für Motoren mit extrem feinen Spritzlöchern oder medizinische Implantate für Blutgefäße (Stents), die aus besonders verträglichen, bioresorbierbaren Polymeren bestehen.
Ebenfalls nominiert waren Rainer Pätzel, Ralph Delmdahl und Kai Schmidt vom Göttinger Laserunternehmen Coherent mit ihrem Projekt „Kristalline Schaltschichten für lebendige Displays - bye, bye Pixel!“. Sie haben ein Lasersystem entwickelt, mit dem sich großflächig sehr homogene Schichten aus Polysilizium auf Glas erzeugen lassen – die Basis für hochauflösende Bildschirme für Smartphones oder Tablet-Computer. Das von Coherent entwickelte Verfahren verwendet zwei sehr präzise synchronisierte Excimer-Laser, die kurze UV-Pulse erzeugen. Eine Optik formt daraus einen 75 Zentimeter langen linienförmigen und dünnen Strahl, der amorphes Silizium auf einem Glas-Substrat anschmelzt. Beim Abkühlen entsteht dann das Polysilizium. Inzwischen setzen alle bekannten Hersteller von hochwertigen Smartphone-Displays das System ein, für dessen Produktion allein in Göttingen bisher rund 150 neue Arbeitsplätze entstanden sind.
Um neue Leuchtstoffe für warm-weiß leuchtende LEDs ging es im Projekt „Energiesparende Festkörperchemie – neue Materialien beleuchten die Welt“, für das Wolfgang Schnick (LMU München) und Peter J. Schmidt (Philips Technologie GmbH, Aachen) nominiert waren. Wolfgang Schnick hat mit seinem Team Nitridosilikate entwickelt, ökologisch unbedenkliche Stoffe, die Silizium und Stickstoff enthalten. Diese Verbindungen sind sehr robust und lassen sich durch den Einbau von Fremdatomen gezielt für den Einsatz in Leuchtdioden maßschneidern, um das Licht blauer LEDs in weißes Licht zu konvertieren. Die Forscher um Peter J. Schmidt entwickelten bei Philips Lumileds die Materialien und Technologie weiter und machten sie fit für die Massenfertigung.
Der Zukunftspreis wurde zum 17. Mal verliehen. Wie in diesem Jahr wurden auch in der Vergangenheit mehrfach Physiker ausgezeichnet. Im vergangenen Jahr erhielten u. a. Birger Kollmeier und Volker Hohmann vom Oldenburger Exzellenzzentrum für Hörforschung den Preis für die Entwicklung besserer Hörgeräte, im Jahr 2011 Karl Leo (TU Dresden), Jan Blochwitz-Nimoth (Novaled AG) und Martin Pfeiffer (Heliathek GmbH) für ihre Arbeiten zur organischen Elektronik.
Stefan Jorda / Deutscher Zukunftspreis
