Aus Diodenlasern solide industrielle Strahlquellen zu machen - das ist der Anspruch der JENOPTIK Laserdiode GmbH. Und im vergangenen Jahr hat das Unternehmen dafür die Messlatte erneut höher gelegt: Zum ersten Mal weltweit hat eine Versuchsanordnung mit  Hochleistungsdiodenlasern die 500-Watt-Grenze durchbrochen. Üblich sind heute 40 bis 60 Watt; nachdem das Jenoptik-Unternehmen nun in neue Grenzbereiche vorgedrungen ist, sollen Ende 2007 mehr als doppelt so leistungsfähige Strahlquellen bereit für den Markt sein.

Diodenlaser sind die effizientesten aller künstlichen Lichtquellen. Hochleistungsdiodenlaser werden eingesetzt, um Scheibenlaser zu pumpen, wie sie die JENOPTIK Laser, Optik, Systeme GmbH herstellt. Desweiteren finden sie Anwendung in der Materialbearbeitung, etwa um Metalle zu löten oder zu härten oder um Kunststoffe zu schweißen, aber auch in der Medizin, um beispielsweise dauerhaft Haare zu entfernen. Die Applikationen sind vielfältig, und der Leistungsbereich der Laser lässt sich je nach Bedarf variabel anpassen.
Im vergangenen Jahr hat die Jenoptik Laserdiode ihre Wachstumsziele übererfüllt, weil der Markt die Hochleistungsdiodenlaser aus Jena als besonders zuverlässig und effizient angenommen hat. Ein wesentlicher Grund dafür ist, dass die Jenoptik-Forscher den Wirkungsgrad ihrer Hochleistungsdiodenlaser auf 60 Prozent hochgeschraubt haben.

Um das zu erreichen, hat die Jenoptik die gesamte Prozesskette optimiert - und zwar beginnend beim Ausgangsmaterial. Diodenlaser können, ähnlich wie Mikrochips, auf Halbleiterwafern in großen Mengen kostengünstig hergestellt werden. Diese Aufgabe ist inzwischen intern vergeben - an die JENOPTIK Diode Lab GmbH in Berlin-Adlershof. Sie ist im Februar 2002 als Spin-off aus der engen Kooperation zwischen der Jenoptik und dem Ferdinand-Braun-Institut für Höchstfrequenztechnik hervorgegangen.

Hier entstehen auf Gallium-Arsenid-Wafern (GaAs) Barren, die zahlreiche einzelne Emitterstreifen enthalten. Diese Barren sind auf hohen Wirkungsgrad getrimmt - dafür waren verschiedene physikalische Eigenschaften, die zum Teil gegenläufig sind, sorgfältig gegeneinander abzuwägen. Die Forschungsergebnisse - zum Beispiel zum erhöhten Wirkungsgrad - werden direkt in das Unternehmen übergeleitet; mit ihrer Hilfe werden sowohl die Barren als auch der Produktionsprozess ständig verbessert.
In Jena werden die Barren dann auf Wärmesenken aufgebracht, die die überschüssige Hitze ableiten. Mehrere solcher Submounts können zu so genannten Stacks gestapelt werden - und auch das ist eine Kunst für sich. Denn wie leistungsfähig das Werkzeug am Ende ist, entscheidet nicht allein das Halbleitermaterial des Barrens, sondern auch die Kunst der Montage und des Stapelns. Die Kompetenz, die sich das Unternehmen in Aufbau und Montage erworben hat, war wesentlich dafür, dass der höhere Wirkungsgrad der Hochleistungsdiodenlaserbarren auch in Produkte umgesetzt werden konnte.

Bereits in den Vorjahren hat die Jenoptik Laserdiode dafür die Grundlagen geschaffen. So war das Wegkühlen der überschüssigen Hitze anfangs ein zu komplexes Unterfangen für raue industrielle Umgebungen, bis das Unternehmen eine stark vereinfachte und weniger wartungsaufwändige Lösung vorgelegt hat. Hinzu kommen Testverfahren, die seit einigen Jahren zwingend zum Produktionsprozess zählen und mit denen alle relevanten Daten protokolliert und analysiert werden.
Am Schluss lässt sich das Produkt noch veredeln - je nach Applikation wird das Licht durch eine Linse oder durch Einkopplung in eine Lichtleitfaser zu seinem Bestimmungsort geführt. Auch das beherrscht das Jenoptik-Unternehmen. Und am Anfang der Produktionskette entsteht derzeit ein Neubau: Für 14 Millionen Euro baut die JENOPTIK Diode Lab GmbH in Berlin eine Halbleiterfabrik, unmittelbar neben dem Ferdinand-Braun-Institut für Höchstfrequenztechnik. Damit behalten die Jenoptik-Hochleistungsdiodenlaser den direkten Draht zur Wissenschaft.

• JENOPTIK Laserdiode GmbH.