Halbleiterlaser nicht nur für Datenspeicherung interessant
Farbige Laser projizieren brillante Bilder

Forscher weltweit liefern sich ein Wettrennen bei der Entwicklung blauer und grüner Laser. Lange Zeit lagen Labors in Japan vorn. Inzwischen haben deutsche Wissenschaftler den Abstand deutlich verringert.

DÜSSELDORF. Halbleiterlaser sind ideale Lichtquellen: Sie strahlen mit hoher Intensität, sind effizient, preiswert, klein und robust. Schon heute nehmen sie 75 % am Gesamtumsatz aller Laser ein. Einsatzgebiete sind vor allem die optische Datenübertragung und-speicherung. Doch jetzt soll der Laser auch bei großflächigen Displays von mehreren Quadratmetern Größe eingesetzt werden. Größtes Problem dabei: Nur für infrarotes und rotes Licht sind die Laser derzeit zu vernünftigen Preisen kommerziell erhältlich.

Deshalb arbeiten Forscher zurzeit an der Entwicklung kurzwelliger blauer und grüner Laserdioden. Die bieten nicht nur ein Vielfaches an Speicherdichte und Übertragungskapazität für datentechnische Anwendungen, sie sollen auch Visualisierungstechnologien wie Laserbeamern oder dem Laserfernsehen zum Durchbruch verhelfen. Fernziel der Forscher ist die Bilderzeugung durch Ablenkung roter, grüner und blauer Laserstrahlen - den drei Grundfarben des Spektrums.

Gerade für Riesen-Displays, wie sie etwa auf Messen zum Einsatz kommen, suchen Lichttechniker nach Alternativen. Klassische Beamer verschwenden viel Energie, da sie aus weißem Licht jeweils die roten, grünen und blauen Anteile herausfiltern müssen. Dabei werden rund zwei Drittel der Lichtleistung verschwendet. Mit Halbleiterlasern könnte die Projektion wesentlich effizienter laufen, da das farbige Licht direkt erzeugt wird.

Hohe Laserleistungen notwendig

Doch die Herstellung solcher Laser ist nicht einfach. Besonders mangelt es an Lebensdauer und Lichtausbeute. Das treibt nicht nur den Preis, sondern begrenzt auch die Einsatzmöglichkeiten. Die klassische Optik ist, was die Laserleistung betrifft, deutlich anspruchsvoller als die Datentechnik. Kommt man beim Beschreiben einer CD mit 30 Milliwatt zurecht, so muss ein Projektionslaser - soll er eine Fläche von einigen Quadratmetern ausleuchten - mindestens ein Watt Leistung bringen. - Ein Wert, der heute noch nicht annähernd erreicht wird.

Unterstützt vom Bundesforschungsministerium treibt Osram Opto Semiconductors in Regensburg gemeinsam mit dem Fraunhofer für Angewandte Festkörperphysik-Institut IAF und den Universitäten Ulm und Stuttgart sowie der TU Braunschweig die Entwicklung des attraktiven Zukunftsgeschäftes voran. Dabei gilt es, den japanischen Vorsprung zu verkürzen: "Bei der Entwicklung blauer Laserdioden haben die Unternehmen Nichia und Sony derzeit die Nase vorn", räumt Professor Joachim Wagner vom IAF in Freiburg ein.

Wagner sieht in der Laserprojektion "eine sinnvolle technische Ergänzung anderer Displaytechnologien". Allein der Weltmarkt für Projektionssysteme wird derzeit auf immerhin 10 Mrd. Euro beziffert. Der Markt für Visualisierungssysteme insgesamt ist aber noch weitaus größer: Jahr für Jahr werden rund 250 Millionen optische Wiedergabegeräte hergestellt. Die Umsätze dürften, getragen durch die von Fernsehgeräten bekannte Katodenstrahlröhre und Flüssigkristalldisplays, dreistellige Milliardensummen erreichen.

Grüne Laser gibt es derzeit nur auf dem Papier

Bis die Laserdisplays auf den Markt kommen, wird es jedoch noch einige Jahre dauern. Denn brauchbare technische Konzepte für grüne Halbleiterlaser beispielsweise existieren derzeit nur auf dem Papier. Erste Prototypen für kleine Projektionsdisplays mit geringer Laserleistung "werden wir frühestens in fünf Jahren sehen", sagt Norbert Staht, Leiter Innovationsmanagement bei Osram Opto Semiconductors. Mit ersten Laser-TV-Geräten rechnet er nicht vor Ende des Jahrzehnts.

Rascheren Erfolg erhofft man sich bei Osram mit einem anderen technischen Konzept: Binnen fünf Jahren will man in den Regensburger Entwicklungslabors eine Technologie zur Marktreife vorantreiben, die grünes und blaues Laserlicht indirekt aus infrarotem Laserlicht erzeugt. Mit dieser Technologie sehen sich die Spezialisten fürs Halbleiterlicht trotz des japanischen Vorsprunges bei den blauen Laserdioden "mit in führender Position".

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