FBH stellt Neuheiten auf der Photonics West 2026 vor

Auf der Photonics West 2026 in San Francisco (USA) stellt das Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik (FBH) erneut seine Neu- und Weiterentwicklungen vor. Das FBH präsentiert sich sowohl auf der Messe (20. bis 22. Januar 2026) als auch auf den begleitenden Konferenzen (17. bis 22. Januar 2026) mit 20 wissenschaftlichen Vorträgen. An Stand 4205-14 im German Pavilion zeigt das Forschungsinstitut sein komplettes Leistungsspektrum, vom Design bis zur Entwicklung von Prototypen und Fertigung von Kleinserien. Ein Fokus liegt erneut auf der Chiptechnologie. Unter anderem ist es am FBH gelungen, den Wellenlängenbereich Galliumarsenid-basierter (GaAs) Laser von 620 bis auf 614 Nanometer (nm) auszuweiten – eine Wellenlänge, die für Anwendungen im Quantencomputing besonders interessant ist. Damit können Barium-Ionen für Qubits in Quantencomputern zurückgesetzt werden. Weitere Schwerpunkte liegen bei maßgeschneiderten Modulen und Systemen: ob für die direkte Materialbearbeitung, die hyperspektrale Bildgebung im mittleren Infrarot mit verschränkten Photonenpaaren oder Entwicklungen für den Einsatz im Weltraum.

Photonische Integration auf Basis von Galliumarsenid

Im Bereich des Chipdesigns und der -fertigung von Diodenlasern auf Galliumarsenid-Basis zählt das FBH zu den international führenden Forschungseinrichtungen. Am Institut wurde eine monolithische, GaAs-basierte photonisch-integrierte Wellenleiterplattform mit On-Chip-Verstärkung sowie passiven, flach- und tiefgeätzten Wellenleitern entwickelt. Sie bildet die Grundlage für Ringresonator-gekoppelte Laser und eignet sich für den Wellenlängenbereich von 950 nm bis 1180 nm. Eingesetzt werden kann sie unter anderem in der Quantenphysik, Spektroskopie oder Biosensorik. 

Hochleistungs-Diodenlaser – von weiterentwickelten Chips bis zum Praxistest im industriellen Einsatz

Das FBH hat seinen SAMBA-Laserkopf weiteren erfolgreichen Praxistests unterzogen und den industriellen 3D-Druck von Metallteststrukturen beim Industriepartner demonstriert. Herzstück dieses Direkt-Diodenlasersystems ist ein kompaktes Diodenlasermodul, das eine Dauerstrichleistung (CW) von 1 kW liefert. Die Wellenlänge von 780 nm ist auf das Absorptionsmaximum von Aluminium optimiert. Parallel hat das Team am FBH unter anderem schmalere Streifenbreiten mit kürzeren Resonatoren entwickelt, mit denen die CW-Umwandlungseffizienz bei 1 kW auf 50 % gesteigert werden konnte. Zugleich wurde die CW-Leistungsdichte auf 2 kW pro Quadratmillimeter verdoppelt. 

Weitere Fortschritte wurden bei Pumplaserquellen erzielt, die als Schlüsseltechnologie für Trägheitsfusion-Energieanlagen (Inertial Fusion Energy – IFE) gelten. Das FBH nutzt dafür neue Bauelement-Technologien, die die Leistung steigern und zugleich die Fertigungskosten senken. Dazu zählen Konzepte mit Mehrfachübergängen (Multi Junction) sowie technologische Ansätze bei der Facettenpassivierung und Gitterstabilisierung. 

Parallel entwickelt das FBH die technologischen Grundlagen konsequent weiter und konnte so die Brillanz von Breitstreifenlasern signifikant steigern. Ein maßgeschneidertes Stromprofil entlang des Resonators führt zu einem homogenen Temperaturprofil im Bauelement, dies wiederum reduzierte das laterale Fernfeld weltweit erstmalig um 30 %.

Module für anspruchsvolle Weltraumanwendungen

Das FBH entwickelt und fertigt seit vielen Jahren Diodenlasermodule, die unter anderem im Weltraum eingesetzt werden. Ihre Leistungsfähigkeit haben die Module bereits in mehreren Experimenten unter Schwerelosigkeit bewiesen. Aktuell fertigt das FBH 55 ultra-schmalbandige Lasermodule für die BECCAL-Apparatur, die für quantenoptische Experimente auf der Internationalen Raumstation ISS eingesetzt werden sollen. Die Technologiebasis liefert die vom Institut entwickelte patentierte MiLas®-Technologie. Mikrointegrierte MiLas®-Lasermodule sind äußerst robust sowie mit Abmessungen von lediglich 125 mm × 75 mm × 23 mm und einem Gewicht von 750 g überaus kompakt. Sie liefern Ausgangsleistungen von über 500 mW bei einer intrinsischen Linienbreite unter 1 kHz. Derzeit wird die Technologie für den Einsatz in den MEO- und GEO-Umlaufbahnen von Satelliten für eine Lebensdauer >15 Jahre weiterentwickelt. Parallel arbeitet das FBH an der weiteren Miniaturisierung, indem es das bewährte Konzept der hybrid aufgebauten Extended Cavity Diode Laser (ECDL) auf einen einzelnen Chip überträgt, um einen monolithisch integrierten ECDL (mECDL) zu realisieren. 

Auf Anwendungen im Weltraum zielen auch die gepulsten Nanosekunden-Laserquellen des FBH für Time-of-Flight (ToF)-LiDAR-Systeme. Die Module zur Abstandsmessung für das Scannen im mittleren Bereich können auch in der Robotik und in Systemen zum autonomen Fahren eingesetzt werden. Entwickelt werden sie in verschiedenen Varianten und jeweils mit speziell abgestimmter, im Haus entwickelter Treiberelektronik – optimiert für die jeweilige Applikation, mit hohen Leistungen und guter lateraler Strahlqualität. So liefern beispielsweise 48-Emitter-Laserbarren mit 50 µm Streifenbreite eine Pulsleistung von über 2.000 W.

Miniaturisiert und leistungsstark: Isolator mit breiter Wellenlängen-Abdeckung

Optische Isolatoren sind kritische Komponenten bei Halbleiter-Lasersystemen. Sie lassen die erzeugte Strahlung in nur einer Richtung passieren und schützen den Laser damit vor schädlichem Feedback. Das FBH hat eine Technologieplattform für kompakte Isolatoren mit einem Volumen von weniger als 0,5 ml entwickelt. Mit ihnen lässt sich ein breiter Wellenlängenbereich von rund 400 nm bis 950 nm abdecken. Die miniaturisierten Isolatoren erreichen mit über 30 dB Isolation und einer Transmission von mehr als 70 % eine hervorragende Leistung. Damit schließt das FBH eine Lücke im bisherigen Angebot kommerzieller Produkte und erschließt neue Anwendungsgebiete: photonische Module für kompakte Quantencomputer, hochpräzise optische Uhren und mobile Quantensensoren. Einer dieser Isolatoren ist bereits auf einem Nanosatelliten in den Weltraum gestartet.

3D-gedruckte Hochleistungskeramik für kompakte, robuste Quantensensoren 

Das FBH präsentiert auf der Messe zudem eine miniaturisierte optische Frequenzreferenz (OFR), die auf einem additiv gefertigten Hochleistungs-Keramiksubstrat mikrointegriert ist. Alle optischen Komponenten wurden auf 3D-gedruckten Keramiksubstraten hochpräzise ausgerichtet und zu einem robusten Gesamtsystem mit einem Volumen von nur 6 ml und einer Masse von 15 g zusammengefügt. Die erzielte Performance der Doppler-freien OFR ist hervorragend für Quantensensor-Anwendungen auf Basis kalter Atome geeignet. Mit dieser demonstrierten Technologie lassen sich am FBH komplexe, präzise Bauteile mit hervorragender mechanischer Stabilität bei gleichzeitig geringem Gewicht additiv fertigen. Dadurch entstehen vibrations- und temperaturstabile Trägerstrukturen für hochintegrierte optische und atomphysikalische Systeme. Die innovative Technologieplattform zeigt das Potenzial 3D-gedruckter Aluminiumoxid-Strukturen – und ebnet den Weg für die nächste Generation kompakter, robuster und hochsensitiver Quantensensoren, die auch außerhalb des Labors zuverlässig betrieben werden können. Der Prototyp eines optisch gepumpten Magnetometers (OPM) wurde bereits auf dieser Technologieplattform mit einem Gesamtvolumen von lediglich 7 ml realisiert.