BERTHOLD LEI BINGER INNOVATIONSPREIS ZUKUNFTSPREIS

BERTHOLD LEI BINGER I N N O VAT I O N S P R E I S ZUKUNFTSPREIS 2010 „Mit schöpferischem Tun, ob technischer oder künstlerischer Art, ist für mich...
Author: Linus Vogel
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BERTHOLD LEI BINGER

I N N O VAT I O N S P R E I S ZUKUNFTSPREIS

2010

„Mit schöpferischem Tun, ob technischer oder künstlerischer Art, ist für mich eine große Faszination verbunden. Und letztlich sind Technik und Kunst gar nicht so verschieden. Ihre besten Ergebnisse sind aus demselben Stoff – dem Stoff, aus dem Träume sind.“ Professor Dr.-Ing. E.h. Berthold Leibinger

”I am truly fascinated by creative activity, regardless of whether technical or artistic in nature. And ultimately, technology and art are really not that far different. The finest results are made from the same stuff, the stuff dreams are made on.” Professor Dr.-Ing. E.h. Berthold Leibinger

Innovation ist Pflicht Der beste Zeitpunkt, einen Baum zu pflanzen, war vor 30 Jahren – der zweitbeste Zeitpunkt ist heute! Nur wer in der Gegenwart Neues schafft, gestaltet die Welt von morgen. Das zeigt sich gerade im Moment: Am besten sind diejenigen durch die Krise gekommen, die auch in schwierigen Zeiten den Mut und die Kraft zu Innovation fanden. Mit dem Berthold Leibinger Innovationspreis und dem forschungsorientierten Berthold Leibinger Zukunftspreis zeichnen wir Arbeiten aus, die in ganz besonderer Weise für Innovationen im Bereich der Lasertechnologie stehen. Die Laserwelt insgesamt ist ohnehin ein Beispiel für Innovationen, die unser Leben verändern: Seit vor 50 Jahren zum ersten Mal Laserlicht erzeugt wurde, haben sich Technologien und damit auch Anwendungsmöglichkeiten rasant erweitert. Die Arbeiten, die für den Wettbewerb eingereicht wurden, beweisen: Die innovative Phantasie beim Umgang mit der Technologie Laser kennt kaum Grenzen. Ingenieure, Wissenschaftler und Entwickler aus acht Ländern in Europa, Asien und Nordamerika sowie aus Australien haben sich beworben oder wurden für den Innovationspreis vorgeschlagen. Beeindruckend ist die Breite der Laseranwendungen und die Qualität der Arbeiten. Sie beweisen: Der Laser ist eine Technologie, die bei weitem nicht ausgereizt ist und noch ein riesiges Potential hat.

Dr. phil. Nicola Leibinger-Kammüller Geschäftsführerin der Berthold Leibinger Stiftung Managing Director of the Berthold Leibinger Stiftung

Innovation is our Obligation The best moment to plant a tree was thirty years ago. The second best moment is today! Only those who innovate in the present contribute to the making of tomorrow’s world. This is absolutely clear right now: those who have found the courage and strength to innovate in difficult times are those who have managed to withstand the recent crisis best. With the Berthold Leibinger Innovationspreis and the research oriented Berthold Leibinger Zukunftspreis we award outstanding innovations in the field of laser technology. The world of laser technology is itself an excellent example of an innovation that has changed our lives. Since laser light was first created fifty years ago, this technology, and its numerous applications, has seen rapid growth. The applications that we received for the award are proof of the innovative imagination at work in this technology. Lasers hardly know any limits. Engineers, scientists and developers from eight countries in Europe, Asia and North America as well as Australia have applied or have been nominated for the Berthold Leibinger Innovationspreis. The wide scope of the laser applications and the quality of the work is impressive. It is evident that the laser is a technology far from having exhausted its possibilities. Its potential remains enormous.

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Angewandte Laserphysik / Applied Laser Technology

Die Erfindung des Lasers in der Mitte des 20. Jahrhunderts

The invention of the laser in the middle of the 20th century

war ein Quantensprung: Licht lässt sich maßgeschneidert

was a quantum leap: Light could now be tailored

einsetzen und arbeitet dabei berührungsfrei und

to specific needs, working very precisely and without physical

hochgenau.

contact.

Die Förderung und Würdigung herausragender

The advancement and acknowledgement of outstanding

Entwicklungs- und Forschungsarbeiten zur Anwendung

development and scientific work on the application or generation

oder Erzeugung des Laserlichts sind eines der Ziele

of laser light are one of the objectives of the Berthold Leibinger

der Berthold Leibinger Stiftung. Die Preise für angewandte

Stiftung. The prizes for applied laser technology underline

Lasertechnologie weisen auf die Bedeutung einer

the importance of a technology that is indispensable for the

Technologie hin, die für die Lebensqualität unerlässlich ist.

quality of life.

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Der Innovationspreis | The Innovation Prize Seit 2000 zeichnet der Berthold Leibinger Innovationspreis alle zwei Jahre Arbeiten aus, die praxisnahe Erkenntnisse schaffen und diese zielgerichtet für die Umsetzung einer neuen Technik anwenden. Er wird international ausgeschrieben. Drei Preise sind mit 30.000, 20.000 und 10.000 Euro dotiert. Beginning in 2000, the biennial Berthold Leibinger Innovationspreis has honored innovative works that contribute to practical research and development and use the results for targeted implementation of new technologies. The call for entries is international and three prizes are awarded with 30,000, 20,000 and 10,000 euros respectively.

Der Forschungspreis | The Research Prize Forschung ist die Grundlage für Innovationen. Daher prämiert der Berthold Leibinger Zukunftspreis seit 2006 herausragende Forschungsarbeiten mit einem Preisgeld von 30.000 Euro. Er wird nicht ausgeschrieben. It is scientific research which lays the foundations of innovation. Since 2006 the Berthold Leibinger Zukunftspreis honours outstanding research work with a monetary award of 30,000 euros. For this research prize there is no call for applications.

Inhalt | Content Nominierte | Finalists

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Die Preisverleihung | The Prize Ceremony

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Innovationspreis: 1. Preis | First Prize 2. Preis | Second Prize 2. Preis | Second Prize 3. Preis | Third Prize

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Zukunftspreis: Professor Federico Capasso

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Preisträger seit 2000 | Laureates

28

Die Stiftung | The Foundation

30

Nominierte | Finalists

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Aus den Bewerbungen und Vorschlägen für den Berthold Leibinger Innovationspreis nominierte die Jury acht Kandidaten. Diese wurden eingeladen, ihre Arbeiten in der Jury-Sitzung persönlich zu präsentieren.

From all the entries received the jury selected eight finalists for the Berthold Leibinger Innovationspreis. They were invited to present their work in person during the jury session.

Die Jury / The Jury Stephen Anderson Mitherausgeber und Chefredakteur der Laser Focus World Associate Publisher and Editor-in-Chief of Laser Focus World Prof. Dr. med. Hans-Peter Berlien Chefarzt der Abteilung für Lasermedizin, Elisabeth Krankenhaus Berlin Chief Physician of the Laser Medical Department, Elisabeth Hospital Berlin Prof. Dr.-Ing. Hubertus Christ Ehem. Vorstandsmitglied der ZF Friedrichshafen AG und ehem. Präsident des VDI Former Member of the Board of Management of the ZF Friedrichshafen AG and Former President of the VDI (The Associations of German Engineers)

UV-Excimer-Lasertechnologie: Schlüssel zur Großserienfertigung von keramischen Hochtemperatur-Supra-Bandleitern UV Excimer Laser Technology: Key to Massproduction of Ceramic High Temperature Superconducting (HTS) Tapes Dr. Ralph Delmdahl, Rainer Pätzel, Dr. Kai Schmidt, Coherent GmbH, Deutschland/Germany Dr. Alexander Usoskin, Bruker HTS GmbH, Deutschland/Germany (Seite/Page 17)

Nominiertenauszeichnung des Berthold Leibinger Innovationspreises. The nomination award of the Berthold Leibinger Innovationspreis.

Prof. Dr. Theodor Hänsch Max-Planck-Institut für Quantenoptik Max Planck Institute for Quantum Optics Prof. Dr.-Ing. Helmut Hügel Universität Stuttgart, Institut für Strahlwerkzeuge University of Stuttgart, Institute for High-Power Beam Technologies Prof. Dr. Ursula Keller Eidgenössische Technische Hochschule Zürich, Institut für Quanten-Elektronik Swiss Federal Institute of Technology Zurich, Institute of Quantum Electronics Prof. Dr. med. John Stuart Nelson Ärztlicher Direktor des Beckmann Laser Institutes Medical Director of the Beckmann Laser Institute Prof. Dr. Hans-Jürgen Quadbeck-Seeger Ehem. Mitglied des Vorstandes der BASF SE verantwortlich für Forschung Former Research Executive Director of BASF SE Prof. Dr. Orazio Svelto Technische Universität Mailand, Fakultät für Physik Technical University of Milan, Department of Physics Prof. Dr.-Ing. Hans-Jürgen Warnecke Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung Fraunhofer Institute for Manufacturing Engineering and Automation

Femtosekunden-Strahlquellen mit Multi-GHz-Repetitionsraten Femtosecond Light Sources with Multi-GHz Repetition Rate Dr. Albrecht Bartels, Universität Konstanz & Gigaoptics GmbH, Deutschland/Germany Dr. Scott A. Diddams, National Institute of Standards and Technology, USA Dirk C. Heinecke, Universität Konstanz, Deutschland/Germany

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Entwicklung von Messgeräten für komplexe ultrakurze Laserpulse Developing Devices for Measuring Complex Ultrashort Light Pulses Rick Trebino's Ultrafast Optics Group, Georgia Institute of Technology & Swamp Optics LLC, USA

Neuartiger 3D time-of-flight Sensor Novel 3D Time-of-Flight Sensor Jochen Noell, TriDiCam GmbH, Deutschland/Germany Werner Brockherde, Fraunhofer-Institut für Mikroelektronische Schaltungen, Deutschland/Germany

Lasergestütztes Fügen von Schmalflächen Laser Assisted Joining of Edges Prof. Dr. Ulrich Schwarz, Fachhochschule Eberswalde, Deutschland/ Germany Dr. Hendrik Wust, Dr. Michael Oertel, Technische Universität Dresden, Deutschland/Germany Dr. Günter Wiedemann, Fraunhofer Institut für Werkstoff- und Strahltechnik, Deutschland/Germany

Klinische Multiphotonen-Tomographie Clinical Multi-Photon Tomography Prof. Dr. Karsten König JenLab GmbH, Deutschland/Germany (Seite/Page 14)

Femtosekunden-Strahlquellen mit Wellenlängenbereich von Ultraviolett bis Infrarot Femtosecond Light Source Spanning from the Ultraviolet to Infrared Prof. Dr. Majid Ebrahim-Zadeh, ICFO-Institute of Photonic Sciences, ICREA-Catalan Institute for Research and Advanced Studies & Radiant Light S.L., Spanien/Spain (Seite/Page 20)

Laserbasiertes Lumineszenz-Imaging von Silizium-Blöcken, -Wafern und Solarzellen Laser Based Luminescence Imaging of Silicon Bricks, Wafers and Solar Cells Prof. Dr. Thorsten Trupke The University of New South Wales & BT Imaging Pty Ltd., Australien/ Australia Dr. Robert A. Bardos, BT Imaging Pty Ltd., Australien/Australia (Seite/Page 10)

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Die Preisverleihung | The Award Ceremony

Am 9. Juli 2010, 50 Jahre nach der Erfindung des ersten Lasers von Theodore Maiman, verlieh die Berthold Leibinger Stiftung zum sechsten Mal ihre Preise für Lasertechnologie. 400 Gäste aus Politik, Wirtschaft, Wissenschaft und Medien kamen nach Ditzingen zum Stammsitz der TRUMPF Gruppe um die vier Preisträger des Berthold Leibinger Innovationspreises und den Träger des Zukunftspreises zu feiern. Die Festrede hielt Professor Dr. Peter Gruss, Präsident der Max-Planck-Gesellschaft.

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On July 9, 2010, 50 years after the invention of the first laser by Theodore Maiman, the Berthold Leibinger Stiftung for the sixth time presented the prize winners for the prizes in laser technology. 400 guests from politics, industry, science and media came to TRUMPF’s headquarters in Ditzingen to celebrate the four prize winners of the Berthold Leibinger Innovationspreis and the winner of the Berthold Leibinger Zukunftspreis. The main speech was given by Professor Dr. Peter Gruss, president of the Max Planck Society.

1. Preis | First Prize

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Schnelle Messung für effiziente Solarzellen

Strahlend blauer Himmel, Sonne und Sandstrand: für

lässt. Der Schlüssel ist der gezielte Einsatz von Lasertechnik.

viele ein Sinnbild des Paradieses. Dieselben Zutaten produ-

Die Beleuchtung mit Hochleistungsdiodenlasern und der

zieren zunehmend sauberen Strom und helfen so, wertvol-

Einsatz eines optischen Filtersystems zur empfindlichen

le Ressourcen zu schonen und die Umwelt zu entlasten.

Messung der schwachen Signale lassen flächige Auswertun-

Doch vom Eimer Sand, dem Rohstoff für Silizium, bis zur

gen mit hoher räumlicher Auflösung in kurzer Zeit vorneh-

Solarzelle auf dem Dach ist es ein weiter Weg. Viele kom-

men – Ideal für die Photovoltaikindustrie.

plizierte Verarbeitungstechniken nehmen Einfluss auf den

Im Jahr 2001 von Deutschland nach Australien überge-

Wirkungsgrad, und der hat das letzte Wort, wenn es um die

siedelt, lebt und forscht Thorsten Trupke seither in Sydney.

Konkurrenzfähigkeit dieser regenerativen Energie geht.

Als er 2004 eine Stellung als Associate Professor annahm,

Messungen der wichtigsten Materialeigenschaften nach

schloss sich der Australier Robert Bardos seiner Arbeits-

jedem Bearbeitungsschritt liefern nicht nur wertvolle Er-

gruppe an. Gemeinsam entwickelten sie Schritt für Schritt

kenntnisse, wo und wie die Effizienz zur Erzeugung von

das Messverfahren, bauten erste Geräte auf und testeten

Strom aus Sonnenlicht auf der Strecke bleibt oder erhöht

den Nutzen in den Solarzellen-Produktionsanlagen an der

wird. Wenn die Messverfahren schnell genug sind, können

Universität. Schließlich gründeten sie 2007 nahe Sydney mit

sie auch in der laufenden Produktion die Qualität jeder einzelnen Solarzelle lückenlos überwachen. Was sich für Forscher, Entwickler und Produktionsleiter paradiesisch anhört, war in der Realität lange Zeit nicht zu haben. Zwar gab es verschiedene Messverfahren zur Bestimmung der Ladungsträger-Lebensdauer in Siliziumscheiben oder des punktuellen elektrischen Widerstandes innerhalb einer fertigen Solarzelle. Doch die Ermittlung der Messdaten über die gesamte Fläche eines Wafers oder einer Solarzelle dauerte bis zu einer Stunde. Moderne Produktionsanlagen verarbeiten Solarzellen jedoch im Sekundentakt. Hinzu kommen schwerwiegende Nachteile bei speziellen Messverfahren, die Proben beispielsweise durch Berührung regelrecht zerkratzen und daher nur für Stichproben taugen. Eine schnelle, präzise und zerstörungsfreie alternative Messmethode entwickelten Professor Thorsten Trupke und Dr. Robert Bardos an der University of New South Wales (UNSW) in Sydney, Australien. Das Prinzip beruht auf der Messung von photoinduziertem Licht: Materialien senden bei Beleuchtung ein charakteristisches Licht aus. Mit einer genauen Auswertung dieser Photolumineszenz lassen sich wichtige Materialeigenschaften ermitteln. So weit ist dies ein

in

wissenschaftlichen

Anwendungen

etabliertes

Standardverfahren. Doch leider galt es ausgerechnet bei Silizium lange Zeit als unpraktisch oder zu langsam. Die Photolumineszenz ist da so gering, dass eine genügend schnelle Messung unmöglich erschien. Thorsten Trupke erkannte bei seinen Forschungsarbeiten mit Silizium am Centre of Excellence for Advanced Silicon Photovoltaics an der UNSW das Potenzial für ein bildgebendes Messverfahren, dass sich sogar in der Industrie einfach einsetzen

1. Preis | First Prize

Große Bilder: Photolumineszenz-Messung des punktuellen seriellen Widerstands in einer Solarzelle mit lokalem Kurzschluss (unten rechts); links vor und rechts nach Isolierung des Kurzschlusses. Large pictures: Photoluminescence imaging of the local serial resistance of a solar cell with a shunt (right lower corner); left before and right after isolation of the shunt.

Prof. Dr. Thorsten Trupke, Dr. Robert Bardos

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1. Preis | First Prize

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Fast Imaging for Efficient Solar Cells

Risikokapitalgebern das eigene Unternehmen BT Imaging.

Clear blue sky, bright shining sun and a white beach. A pic-

Es liefert manuelle und automatisierte Messsysteme in die

ture of a perfect paradise and the ingredients to generate clean

gesamte Prozesskette der Photovoltaikindustrie, von den

electrical power to help save valuable resources and to protect the

Herstellern der Siliziumblöcke und -wafer bis hin zu den

environment. But it’s a long way from a shovel of sand to solar

Produzenten der Solarzellen.

panels on the roof. A number of complex processing techniques influence the efficiency that determines the competitiveness of this regenerative energy. Measuring the important material properties after each processing step can reveal valuable information about their influence on degrading or improving efficiency. If these measurements are fast enough, they can also be used to monitor the quality of each single solar cell in mass production. Sounding perfect to scientists, developers and production managers, such measurement systems have in fact not been available for a long time. Of course, there are techniques and devices to determine the charge carrier lifetime in silicon wafers or the local electrical resistance on finished solar cells. But collecting the data for the complete surface of a wafer or a solar cell takes up to an hour. The cycle time for processing solar cells in state-ofthe-art production lines amounts to a second. Even worse, some special measurement techniques can only be used on samples as they destroy the probes by scratching, e.g. through physical contact. A fast, precise and nondestructive alternative measuring technique has been developed by Professor Thorsten Trupke and Dr. Robert Bardos at the University of New South Wales (UNSW)

1. Preis | First Prize

Große Bilder: Experimenteller Aufbau mit Proben. Beleuchtung mit Laserlicht und Kamerasystem zur Signalerfassung befinden sich oberhalb des Aufbaus (außerhalb des Bildes). Kleine Bilder: Messsystem von BT Imaging mit Siliziumblock im Messraum (oben); Dr. Robert Bardos am Touchscreen der Steuerung (links); Prof. Thorsten Trupke justiert einen Messaufbau (rechts).

Large pictures: Experimental setup with probes. The laser illumination unit and the camera system for signal detection are located above the probes (not on the picture.) Small pictures: BT Imaging measurement system with a silicon block (top); Dr. Robert Bardos at the touchscreen of the control unit (left); Prof. Thorsten Trupke aligning a measurement setup (right).

in Sydney, Australia. Its principle is to measure photo-induced

for the weak photoluminescence signals, even whole areas can

light. Most material emits characteristic light when illuminated. A

be measured with high spatial resolution in a short time. Ideal for

detailed analysis of this photoluminescence can reveal important

the photovoltaic industry.

material properties. It is an established technology in scientific

Thorsten Trupke moved from Germany to Australia in 2001,

applications. Unfortunately it has been considered impractical or

he has lived and done his research in Sydney ever since. When he

too slow to be used with silicon thus far. Because of its very poor

became Associate Professor in 2004, the Australian Robert Bardos

photoluminescence, it has not seemed feasible to reach suffi-

joined his research group. Step by step they developed the specif-

ciently fast measurements.

ic measurement technology, built initial devices and tested them

During his research with silicon at the Centre of Excellence

at the university’s solar cell production facilities. Eventually they

for Advanced Silicon Photovoltaics at the UNSW Thorsten Trupke

founded their own company BT Imaging close to Sydney with

finally realized the potential for an imaging technique that could

venture capital. The company offers manual and automated meas-

even be easily used in industry. The key is application of the right

urement systems for the complete processing chain in photovol-

laser technology. By illuminating the probes with high-power

taic industry from the suppliers of silicon blocks and wafers up to

diode lasers and using optical filters in the measurement system

the manufacturers of solar cells.

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2. Preis | Second Prize

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Multiphotonen-Tomograph für Hautkrebs-Diagnose

Eines der bedeutendsten Anwendungsgebiete der

Diagnosegeräten für den medizinischen Einsatz. Heute ver-

Lasertechnik sind die medizinischen bildgebenden Ver-

kauft das Unternehmen mit Sitz in Jena und Saarbrücken

fahren, oft auch, aus dem Englischen übernommen,

zertifizierte Geräte an Kliniken und Unternehmen in der

„Imaging“ genannt. Für Forscher und Mediziner ist es uner-

ganzen Welt. Einzigartig ist die Kombination mehrer opti-

lässlich, mehr zu sehen, als es mit dem bloßen Auge möglich

scher Verfahren in einem Gerät für die In-vivo-Diagnose mit

ist. Je nach Erkrankung oder Forschungsgebiet kommen

hoher räumlicher Auflösung. Diese ermöglicht einen brei-

eine Vielzahl unterschiedlicher Untersuchungsmethoden

ten Einsatz und erhöhte Sicherheit von Diagnosen. Die ein-

zum Einsatz. Zu den ältesten bildgebenden Verfahren

gesetzten Verfahren basieren auf der Anregung natürlicher

gehören das klassische Röntgen und der Ultraschall. Vielen

Fluoreszenzen von Schlüsselmolekülen und der Erzeugung

bekannt sind heute auch die Computertomographie und

von charakteristischem Licht durch nichtlineare optische

die Kernspintomographie. Beide Verfahren liefern faszinie-

Prozesse. Die Anregung erfolgt mit einem Femtosekunden-

rende Bilder aus dem Inneren des Körpers. Doch auch sie

laser, dessen Lichtstrahl mit einem Scanner rasterförmig auf

sind nicht in der Lage, jedes Detail aufzulösen oder alle

das untersuchte Gewebe gelenkt wird. Dass bei den

Gewebe und krankhaften Veränderungen zu unterschei-

Verfahren keine Kontrastmittel gespritzt werden müssen,

den. Anders als diese radiologischen Methoden können optische Verfahren nicht so tief in den Körper eindringen, vermögen aber, mehr Details zu erkennen und selektiv bestimmte Moleküle, Proteine und intrazelluläres Gewebe darzustellen. Im Gebiet des laserbasierten Imaging erforscht Professor Karsten König Methoden, die insbesondere zur Diagnose von Hautveränderungen eingesetzt werden. Der

ist dabei ein großer Vorteil der anspruchsvollen Methoden.

Physiker, Zellbiologe und Professor an der Universität des

Die Messung der so erzeugten, sehr schwachen

Saarlandes beschäftigte sich schon in seiner Promotions-

Lichtsignale übernehmen sogenannte Photomultiplier mit

arbeit mit der Diagnose von Krebs mittels der Fluoreszenz-

Messgenauigkeiten bis hinunter zum Zählen einzelner Pho-

Mikroskopie. Später habilitierte er auf dem Gebiet der

tonen. Die Software setzt die Messdaten zu dreidimensio-

Zellbiologie und verfolgte die Weiterentwicklung von

nalen Falschfarbenbildern oder Graphen zusammen, aus

Verfahren zur laserbasierten Diagnose von Hauterkran-

welchen der Mediziner oder Forscher charakteristische

kungen, insbesondere des malignen Melanoms, des hoch-

Strukturen der Hautzellen und krankhafte, durch Umwelt-

gradig bösartigen schwarzen Hautkrebses.

einflüsse oder von medizinischen Wirkstoffen verursachte

Noch während seiner Zeit als Privatdozent an der Universität Jena gründete König 1999 den Spin-off JenLab zur Entwicklung und Vermarktung von schlüsselfertigen

Veränderungen in den Zellen erkennen und untersuchen kann.

2. Preis | Second Prize

Bilder von links nach rechts: Prof. Dr. Karsten König; Falschfarbendarstellung aus In-vivo Messung der Fluoreszenz-Lebensdauer von Zellen in der Haut; Blick in den optischen Aufbau der Laserstrahlquelle. Pictures from left to right: Prof. Dr. Karsten König; false color picture of in vivo measurement of fluorescence lifetime of cells in the skin; inside the optical setup of the laser source.

Multiphoton Tomography for Diagnostics of Skin Cancer

One of the most important fields of applications of laser technology is imaging in medicine. Scientists and doctors rely on the additional insights that go beyond what can be seen merely with the eye. A large number of different technologies can be applied depending on the specific disease or research topic. X-ray pictures and sonography rank among the oldest imaging technologies. Today computer tomography and magnetic resonance imaging (MRI) are also very popular. They generate fascinating pictures of the inside of a body. But even they cannot resolve every detail, distinguish every tissue or identify all changes in tissue caused by a disease. Optical imaging techniques cannot penetrate as deeply into the body as these radiological methods, but they reveal more details and can even selectively identify specific molecules, proteins or intracellular tissue.

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2. Preis | Second Prize

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Bilder Mitte: Falschfarbendarstellungen verschiedener Messsignale in unterschiedlichen Hauttypen. Unten: Prof. Karsten König mit einem JenLab-MultiphotonenTomograph im Einsatz.

In the domain of laser-based imaging Professor Karsten König does his research on methods in particular for the diagnosis of changes in the skin. The physicist, cell biologist and professor at the University of Saarland in Saarbrücken, Germany, started research on the use of fluorescence microscopy in cancer diagnostics while writing his doctoral dissertation. His habilitation in the field of cell biology followed, as did development work on laserbased diagnosis of skin diseases. Of particular importance is melanoma, a less common type of skin cancer, which is nonetheless responsible for most of the deaths related to skin cancer. In 1999 he founded a university spin-off, JenLab GmbH, to develop and commercialize a turnkey device for clinical diagnosis. Today the firm sells certified tomographs to hospitals and companies worldwide. The unique combination of multiple optical

methods in one device for in-vivo diagnostics, coupled with very high spatial resolution, allows a broad application range and enhances diagnostic reliability. The methods used are based on the excitation of natural fluorescence in key molecules and the generation of characteristic light frequencies thanks to nonlinear optical effects. Excitation is by way of a femtosecond laser; the laser beam scans the tissue to be examined. Photomultipliers measure the induced light signals with sensitivity down to single photon counting. Software processes the collected data and generates false color pictures or diagrams that tell specialists about characteristic structures of skin cells. Changes in structure caused by disease, environmental effects or medications can be detected and examined.

Pictures, center: False color pictures of various measuring signals in different types of skin. Below: Prof. Karsten König in action with a JenLab multiphoton tomograph.

2. Preis | Second Prize

Excimerlaser-Technologie für verlustfreie Stromleitung

Verlustfrei Strom leiten, das ist dank Quantenphysik schon lange kein Traum mehr. Schon Anfang des letzten Jahrhunderts war der Effekt der Supraleitung bekannt. Die 1986 entdeckten Hochtemperatur-Supraleiter der ersten Generation erweiterten die potenziellen Einsatzmöglichkeiten. Mit leistungsfähigen Excimerlasern vom Göttinger Standort des Laserherstellers Coherent baut die Bruker Corporation in der Sparte Supraleiter nun eine neue Fertigung für die zweite Generation der HochtemperaturSupraleiter auf. Diese lassen sich wesentlich kostengünstiger herstellen, als die der ersten Generation, wodurch sie zum Hoffnungsträger für die widerstandsfreie Übertragung

Dr. Alexander Usoskin, Dr. Ralph Delmdahl, Dr. Kai Schmidt

von Strom im sogenannten Smart Grid avancieren. Die zweite Generation verträgt auch höhere Magnetfelder und soll

daher die aufwendig zu kühlenden NiedrigtemperaturSupraleiter in Kernspintomographen ersetzen. Mit der Tochtergesellschaft Bruker HTS in Alzenau ist Bruker das erste Unternehmen weltweit, welches die sogenannte Pulsed-Laser-Deposition-Technologie zur Massenfertigung von Supraleitern beherrscht. Verantwortlich für die Weiterentwicklung des Verfahrens vom Labormaßstab zur Massenfertigung sind Dr. Alexander Usoskin von Bruker HTS und drei Mitarbeiter von Coherent, Dr. Ralph Delmdahl, Rainer Pätzel und Dr. Kai Schmidt. Bei dem Verfahren der Pulsed-Laser-Deposition (PLD) verdampft ein UV-Laserpuls hoher Energie in einer Vakuumkammer ein “Target” so,

Ein gepulster UV-Laserstrahl wird gleichmäßig über die Oberfläche des Targets gelenkt und erzeugt ein Plasma. A pulsed UV laser beam homogenously scans the surface of the target creating a plasma.

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2. Preis | Second Prize

Kleines Bild: Blick in die Vakuumröhre. Das zu beschichtende Substrat wird spiralförmig aufgewickelt durch die Röhre geführt. Großes Bild links: Das Target liefert das Material, aus dem sich bei Laserbestrahlung die supraleitende Schicht Atom für Atom auf dem Substrat zusammensetzt. Großes Bild rechts: Der spezielle Homogenizer mit sehr geringem Verlust optimiert das Profil des Laserstrahls.

dass sich ein Plasma bildet. Atom für Atom setzt sich das atomisierte Material des Targets auf der Zieloberfläche ab. So lassen sich sehr genaue und hochreine Schichten erzeugen, zum Beispiel aus Yttrium-Barium-Kupferoxid (YBCO), einem Hochtemperatur-Supraleiter. Wird dieses auf einem Tape aufgetragen, entsteht ein Band aus einem Quasi-Einkristall. In der lediglich einen Mikrometer dicken Schicht leitet er Stromstärken verlustfrei, für die konventionell finger-

dicke Kupferdrähte erforderlich sind. Doch die PLD erlaub-

den Prozess erforderliche Pulsstabilität mit möglichst hoher

te bisher weder die erforderliche Abscheiderate noch die

Pulsenergie und langer Lebensdauer vereinen. Da der Pro-

homogene Beschichtung großer Flächen, um größere

zess des Auftragens per PLD nicht beliebig beschleunigt

Mengen dieser Bandleiter herzustellen.

werden kann, lässt sich die Geschwindigkeit nur durch das

Die PLD galt allgemein als „nicht skalierbar“. Mittels

Einsetzen mehrerer Strahlen und entsprechend die Erzeu-

zahlreicher patentierter Erfindungen rund um den Prozess

gung mehrerer Plasma-Plumes erhöhen. Die aktuelle Anla-

und die Strahlführung gelang es der Kooperation, das Ver-

ge besitzt eine sechsfache Strahlteilung und einen Excimer-

fahren zu skalieren. Neben der PLD-Vakuum-Prozess-

laser mit der stabilisierten durchschnittlichen Leistung von

kammer für große Flächen und hohen Durchsatz ist auch

600 Watt. Coherent ist weltweit der einzige Anbieter von

die UV-Laserstrahlquelle von zentraler Bedeutung. Sie

Excimerlasern, die eine Skalierung der PLD hin zur Massen-

liefert die erforderliche Energie für den Prozess. Damit das

fertigung erlauben.

Verfahren wirtschaftlich ist, muss der Excimerlaser die für

2. Preis | Second Prize

Excimer Laser Technology for Superconductivity

Small picture: View into the vacuum tube. The tape substrate is inserted into tube wound up on a rod. Large picture, left: The target delivers the material. Upon laser irradiation the superconducting layer is built up on the substrate atom by atom. Large picture, right: A special homogenizer optimizes the profile of the laser beam.

Thanks to quantum physics, electrical power transmission

perature superconductor. Deposited on a tape as substrate, a

without loss has been a reality for a long time. The effect of

long quasi-single crystal is produced. The superconducting layer

superconductivity has been known since the beginning of the last

with a thickness of only a few micrometers can carry an electric

century. The discovery of first-generation high-temperature

load without energy loss that conventionally requires copper wire

superconductors in 1986 substantially increased the potential of

as thick as a finger. Unfortunately PLD could not be used for mass

the technology. Using high-performance excimer lasers from laser

production of tapes as the yield was restricted with low deposi-

specialist Coherent, the Bruker Corporation built a new plant in

tion rates and also homogenous layers could not be produced on

their superconductivity division for the second generation of

larger areas.

high-temperature superconductors. These can be produced at a

The output of PLD was considered to be nonscalable. But

lower cost making them more attractive for use in power trans-

with a number of patented inventions on the process and beam

mission in a so-called smart grid. Furthermore, the second gen-

guidance the collaboration has managed to transfer the techno-

eration is more tolerant to high magnetic fields and will replace

logy from a special niche to mass production. That requires not

the low-temperature superconductors used in magnetic reso-

only the process and vacuum tube for large areas and high yield.

nance imaging devices to reduce the required cooling efforts.

A pivotal factor for upscaling the process is also the UV laser light

As a part of Bruker Corporation, Bruker HTS in Alzenau,

source. The laser delivers the required power for the process. An

Germany is the first company worldwide that managed to apply

economically feasible production requires an excimer laser that

pulsed laser deposition (PLD) technology in mass production of

combines high pulse stability with the highest possible power and

superconductors. The people behind that development are Dr.

long lifetime. Because the speed of the deposition process is lim-

Alexander Usoskin of Bruker HTS and three engineers of

ited by physics, an increase in speed can only be achieved by

Coherent in Göttingen, Germany, Dr. Ralph Delmdahl, Rainer

using several laser beams simultaneously creating a correspond-

Pätzel and Dr. Kai Schmidt. In pulsed laser deposition a pulsed UV

ing number of plasma plumes for deposition. The current instal-

laser beam with high energy vaporizes a target in a vacuum

lation uses six-fold splitting of the beam and an excimer laser with

chamber, creating a plasma of the target material. Atom by atom

a stabilized average output power of 600 watts. Worldwide there

the material from the plasma is deposited on an exposed sub-

is no other manufacturer of lasers that allow PLD scaling to mass

strate creating a very precisely controllable and extremely pure

production.

layer, e.g. of yttrium barium copper oxide (YBCO), a high-tem-

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3. Preis | Third Prize

Kleines Bild: Ebrahim-Zadeh mit Student an einem experimentellen Aufbau. Große Bilderserie: Verschiedene Farben, erzeugt von einem synchron-gepumpten optisch-parametrischen Oszillator und Frequenzverdopplung. Small picture: Ebrahim-Zadeh and student with experimental setup. Large picture series: Different colors generated with a synchronously pumped optical parametric oscillator and frequency doubling.

Neue abstimmbare FemtosekundenLaserstrahlquellen

„Jeder Kunde kann sein Auto in jeder gewünschten Farbe bekommen, sofern sie schwarz ist.“ Abgesehen davon, dass Schwarz physikalisch gesehen keine Farbe ist, sondern die Abwesenheit von Licht, zeigt dieses berühmte Zitat, angeblich von Henry Ford, eine interessante Parallele zur Lasertechnik. Die verfügbaren Farben für Laserlicht sind von den verfügbaren Lasertypen fest vorgegeben. Die Einfarbigkeit ist eine elementare Eigenschaft von Laserlicht. Leider erlaubt das Laserprinzip nicht einfach das Anbringen eines Knopfes zur Auswahl der Farbe. Sie ist eine Eigenschaft des verwendeten aktiven Mediums. Tatsächlich ist die Situation der Laser-Kunden noch schwieriger als die des damaligen Ford T-Modells, denn

3. Preis | Third Prize

die Einschränkung der Farbe beruht nicht auf der Festlegung des Herstellers, sondern sie ist physikalisch bedingt. Ford führte für das erste Serienauto nach zehn Jahren verschiedene Farben ein. Auch in der Laserphysik gelang es Wissenschaftlern, im Laufe der Zeit immer mehr laseraktive Materialien zu finden. Bei einigen lässt sich die Wellenlänge sogar über einen bestimmten Bereich abstimmen, das heißt, durch Änderung von Parametern kann die Farbe in Grenzen eingestellt werden. Heute können – und müssen – Anwender aus einer komplexen Matrix verfügbarer Laserstrahlquellen den am besten passenden Laser auswählen in Bezug auf die Farbe bzw. den abstimmbaren Bereich, die maximale Ausgangsleistung, Pulseigenschaften, Kosten, Komplexität und kommerzielle Verfügbarkeit des Systems.

Prof. Dr. Majid Ebrahim-Zadeh

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3. Preis | Third Prize

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Die Suche nach der richtigen Femtosekunden-Laserstrahlquelle ist 2007 leichter geworden. Das Spin-off-Unternehmen Radiantis in Barcelona, Spanien, gegründet von Professor Majid Ebrahim-Zadeh, stellte eine neue Strahlquelle vor. Ein einzelnes Gerät kann nun computergesteuert das Spektrum vom Infrarot über das gesamte sichtbare Licht bis hin zum Ultraviolett abdecken. Verlockend ist nicht nur der große Bereich, über den die Wellenlänge einstellbar ist. Die Strahlquelle füllt auch eine große Lücke des abstimmbaren Femtosekundenlasers im sichtbaren Bereich. Dieser spielt eine wichtige Rolle in der Biophotonik und in der Spektroskopie. Im Mittelpunkt des Erfolges steht ein neuer nichtlinearer Kristall für den optisch-parametrischen Effekt, die Fre-

quenzverdopplung und -verdreifachung. Diese Prozesse erlauben, die Wellenlänge des Ausgangslichts eines TitanSaphir-Lasers zu ändern. Die Forschung zur Anwendung des neuen Kristalls führte Dr. Masood Ghotbi am Institute of Photonic Sciences (ICFO) in Barcelona als Doktorand von Ebrahim-Zadeh durch. Seit mehr als 20 Jahren befasst mit nichtlinearer Optik, ist Ebrahim-Zadeh seit 2002 Professor am ICFO. Den Businessplan von Radiantis entwickelte Dr. Sara Otero als Mitgründerin von Radiantis, heute ist sie Vorstandsvorsitzende des Unternehmens. Vier Jahre Forschungs- und Entwicklungsarbeit von Dr. Michael Yarrow, Entwickler bei Radiantis von 2006 bis 2010, Ebrahim-Zadeh und dem gesamten technischem Team führten schließlich zur erfolgreichen Überführung der neuen Technologie in ein kommerzielles schlüsselfertiges Table-top-System für die Wissenschaft und die Industrie.

Großes Bild: Das Herz der nichtlinearen optischen Prozesse: Nahaufnahme eines BIBO-Kristalls (Bismuttriborat) während des Pumpvorgangs. Das sichtbare rote Licht erzeugt der Kristall. Kleine Bilder: Prof. Ebrahim-Zadeh bei einem Seminar mit Studenten am Catalan Institute for Research and Advanced Studies in Barcelona (links); Nichtlinearer Kristall montiert zwischen Spiegeln (rechts). Large picture: In the heart of the nonlinear optical processes: close-up of the BIBO crystal (bismuth triborate) during pumping. The visible red light is generated by the crystal. Small pictures: Prof. Ebrahim-Zadeh in seminar with his students at the Catalan Institute for Research and Advanced Studies in Barcelona (left); nonlinear crystal mounted between mirrors (right).

3. Preis | Third Prize

New Tunable Femtosecond Laser Light Source

“Any customer can have a car painted any color that he

new laser active material systems. Some of them even featuring

wants so long as it is black.” Despite the fact that physically black

tunability over a specific range of wavelengths. Today, users can

is not a color but the absence of light, the attitude expressed in

– and have to – choose laser types from a complex matrix of laser

this famous quote, allegedly by Henry Ford, fits well when it

light sources regarding the ‘color’ or a range of tunability, maxi-

comes to the availability of colors of laser light. They are determi-

mum output power, beam and pulse properties, cost, system

ned by existing types of lasers.

complexity and commercial availability.

Being monochromic is an elementary property of laser light.

The search for the right femtosecond laser system has been

Unfortunately the laser principle usually does not allow simply

simplified since 2007 when the spin-off company Radiantis,

attaching a dial on the laser to select a single pure output color.

founded by Professor Majid Ebrahim-Zadeh close to Barcelona,

It is a property of the specific laser active material. In fact, the

Spain, introduced a new tunable femtosecond laser light source.

situation of laser customers is worse than those of the historic

A single device with a computer-controlled tunable output covers

Ford T-Model since their choice is restricted by material science

the unprecedented wide range of wavelengths from the infrared

and not simply by the decision of the supplier. Ford introduced

all over to the ultraviolet, including the complete visible range.

different colors after ten years, and so did scientists by finding

Not only the large spectrum is appealing. The source also fills the

important gap of tunable femtosecond laser light in the visible spectrum, which is very important for applications in biophotonics and spectroscopy. Pivotal to the success is a new nonlinear crystal applied in optical parametric conversion, frequency doubling and tripling. These processes allow modification of the wavelength of the light generated by a titan-sapphire-laser. The research on application of the new crystal had been conducted by Dr. Masood Ghotbi at the Institute of Photonic Sciences in Barcelona (ICFO), as a PhD student of Ebrahim-Zadeh. Working for more than 20 years in the field of nonlinear optics, Ebrahim-Zadeh has been a professor at the ICFO since 2002. As co-founder, Dr. Sara Otero developed the business plan for the company. Today she is the CEO of Radiantis. Four years of development and research by Dr. Michael Yarrow, R&D Engineer at Radiantis from 2006 to 2010, Ebrahim-Zadeh and the technical team finally led to the successful transfer from scientific research to a commercial turnkey tabletop system now serving the scientific community and industry.

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Zukunftspreis

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Die Technologie des Quantenkaskadenlasers

Prof. Dr. Federico Capasso

Quantenkaskadenlaser sind die ersten Laser, die Licht über einen weiten Bereich des unsichtbaren Spektrums emittieren, mit Wellenlängen von 3 bis 300 Mikrometer. Daraus ergeben sich ein großes kommerzielles Potenzial und viele neue Möglichkeiten in der Wissenschaft. Quantenkaskadenlaser (QCL, von engl.: Quantum Cascade Laser) umfassen die Region des mittleren Infrarots, in welcher der Absorptions-Fingerabdruck der meisten Moleküle liegt. QCL werden daher eingesetzt in der lokalen Messung von Spurengasen in geringster Konzentration – von einem in einer Milliarde bis zu einer Billion Volumenanteilen – wie auch zur Fernmessung von Chemikalien. Beispiele sind die Erfassung von Treibhausgasen, die Überwachung der Luftverschmutzung, die Atemgasanalyse und die Analyse von technischen Verbrennungsvorgängen. Andere Einsatzgebiete liegen in der Freistrahldatenübertragung und bei hohen Leistungen in Sicherheits- und militärischen Anwendungen. 1994 stellte Federico Capasso in Zusammenarbeit mit Jerome Faist, Deborah Sivco, Carlo Sirtori, Albert Hutchinson und Alfred Y. Cho an den Bell Labs den ersten QCL vor. Capasso spielte eine wichtige Rolle bei seiner Erfindung, in vielen der wissenschaftlichen und technischen Innovationen wie auch bei deren Kommerzialisierung, bis heute. Erst als Abteilungsleiter und später als Vice President Physical Research an den Bell Labs forcierte er den Technologietransfer und die Lizenzierung der Patente an Start-ups ebenso wie an etablierte Unternehmen. Seit 2003 ist er Robert Wallace Professor of Applied Physics an der School of Engineering and Applied Sciences der Harvard University in Boston, USA.

Zukunftspreis

Konventionelle Halbleiterlaser erzeugen Licht in Abhängigkeit von der sogenannten Bandlücke, diese ist eine Eigenschaft des Materials. Um eine andere Farbe zu erzeugen, muss ein neues Material gefunden werden, was keine einfache Aufgabe ist. Es ist außerdem schwierig, sehr lange Wellenlängen zu erzeugen, denn „gute“ Materialien gibt es nur für die Wellenlängen von 0,3 bis 3 Mikrometer. Dagegen hängen die Eigenschaften des Lichts eines QCL vom Aufbau des Lasers ab, während das Material, aus dem sie bestehen, in der Industrie weit verbreitet ist. Ihre Herstellung aber ist das Ultimative der Nanotechnologie. Die Energieniveaus, welche die Wellenlänge bestimmen, lassen sich quantenmechanisch maßschneidern, indem die Dicke der verwendeten Materialschichten – im Bereich von Nanometern – genau eingestellt wird. Der Name leitet sich aus dem Weg der Elektronen ab. Sie bewegen sich von einem Quantentopf zum nächsten und fallen dabei auf niedrigere Energieniveaus, so wie Wasser bei einem Kaskadenwasserfall. Ein Elektron erzeugt bei seinem Weg durch die aktive Zone bei jedem „Fall“ ein Laserphoton. Daher ist die Effizienz dieses Lasertyps besonders hoch. Capassos Gruppe in Harvard forscht und entwickelt intensiv an der Konstruktion und Anwendung von QCLs. Ein Beispiel dafür ist ein „Spectrometer on the chip“ mit einer Zeile von 32 QCLs, monolithisch hergestellt auf einem einzigen Chip. Jeder einzelne der Laser wurde so konstruiert, dass er über einen kleinen Wellenlängenbereich abgestimmt werden kann. Dieser Bereich überdeckt die Lücke zu seinen Nachbarn. Mit diesem Chip allein lassen sich die Molekül-Absorptionslinien zwischen 8,73 und 9,43 Nanometer nahtlos erfassen. Andere Arbeiten beschäftigen sich mit der Erzeugung von Terahertz-Strahlung mittels Differenzfrequenzerzeugung im QCL, mit der Herstellung von Hochleistungs-QCL, mit dem Betrieb der Laser bei hohen Temperaturen sowie mit der Veränderung von optischen Moden und dem Fernfeld.

Großes Bild: Drei Quantenkaskadenlaser auf einem Laborbuch. Kleine Bilder: Experimentelle Aufbauten mit Quantenkaskadenlasern in einem Kryostaten (oben) und vor einem Detektor (unten). Large picture: Three quantum cascade lasers on a lab book. Small pictures: Experiments with quantum cascade lasers in cryostat (top) and in front of a detector (bottom).

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Zukunftspreis

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The Science and Technology of Quantum Cascade Lasers

Quantum cascade lasers are the first to emit laser light in a large region of the invisible light spectrum, with wavelengths from 3 to 300 micrometers. This results in enormous commercial and scientific opportunities. Quantum Cascade Lasers (QCL) cover the region of wavelengths known as mid-infrared where most molecules have their telltale absorption fingerprints. QCLs are applied in local sensing of trace gases in tiny concentrations – from parts per billion to parts per trillion in volume – as well as in remote sensing of chemicals. Some examples are detection of greenhouse gases, pollution monitoring, breath analysis and combustion diagnostics. Other implementations include freespace communication and high-power security and military applications. Federico Capasso, in collaboration with Jerome Faist, Links: Prof. Capasso mit seinen Studenten im Seminar. Alle Wände werden als Tafel genutzt. Rechts: Im Labor der Capasso Gruppe an der Harvard University. Left: Prof. Capasso and his students in a seminar. Any wall is build and used as a white board. Right: Inside the lab of the Capasso group at Harvard University.

Deborah Sivco, Carlo Sirtori, Albert Hutchinson and Alfred Y. Cho, first demonstrated the QCL at Bell Labs in 1994 and played a crucial role in its invention, in many subsequent scientific and technological innovations and in commercialization from its inception to the present day. First as Department Head and then Vice President of Physical Research at Bell Labs, he promoted the technology transfer and licensing of QCL patents to startups and established companies. He has been Robert Wallace Professor of Applied Physics at the School of Engineering and Applied Sciences at Harvard University in Boston, USA, since 2003. Conventional semiconductor lasers generate light depending on the so-called bandgap that depends on the material. To change the color, it is necessary to find a new material, which requires hard work. It is also difficult to generate very long wavelengths; good materials are available only for wavelengths from 0.3 to 3 micrometers. The properties of the light generated by QCLs depend on the design. They are made of materials widely used commercially, but are the ultimate in nanotechnology. The energy levels determining the emitted wavelength of a QCL can be quantum mechanically tailored by adjusting the thickness of the nanometer scale layers of the composed material. The name derives from the path of electrons that move from one quantum well to another, dropping down energy levels like a cascaded waterfall. On its way through the active region an electron emits a photon at each “drop”, making this type of laser highly efficient. The Capasso group at Harvard does extensive research and development on the design and application of QCLs. One example is a spectrometer on the chip based on an array of 32 QCLs, fabricated monolithically on the same chip. Each individual laser is designed to emit at a different wavelength that can be tuned in a small range so that it can cover the entire region between the emission wavelengths of its neighbors. The single device can be used to target all the molecular absorption lines in the range of

Zukunftspreis

8.73 to 9.43 micrometers for sensing. Other fields of work include terahertz generation through difference frequency generation in QCLs, growth of high-power QCLs, high-temperature operation as well as optical mode and far-field manipulations.

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Bisherige Preisträger | Previous Prizewinners

Innovationspreis

Seit 2000 wird der Berthold Leibinger Innovationspreis verliehen. Das Thema erweiterte sich von Laseranwendungen in der Produktionstechnik im Jahr 2002 um Laser in der Medizintechnik. Seit 2006 umfasst der Preis die gesamte Lasertechnik. Der Forschungspreis Berthold Leibinger Zukunftspreis für angewandte Lasertechnologie wurde erstmals 2006 vergeben.

The Berthold Leibinger Innovationspreis is awarded since the year 2000. The topic-field has been expanded in 2002 from lasers in production technology to include lasers in medicine as well. Since 2006 the topic-field includes all laser technology. The research prize Berthold Leibinger Zukunftspreis for applied laser technology was awarded for the first time in 2006.

2000

2002

1. Preis / First Prize

1. Preis / First Prize

Dr. Josef Schneider

Arbeitsgruppe Scheibenlaser /

Laser und digital umrüst-

Work Group Disk Laser

bare Drucksysteme

Prof. Dr. Helmut Hügel,

Laser and Digitally

Dr. Adolf Giesen et al.

Changed Printing Systems

Scheibenlaser Disk Laser

2. Preis / Second Prize

2. Preis / Second Prize

Dr. Martin Grabherr

Dr. Tibor Juhasz,

Oberflächenemittierende

Dr. Ronald Kurtz

Hochleistungsdiodenlaser

Femtosekunden-Laserskalpell

mit Vertikalresonator

für Kornea-Operationen

Vertical Cavity Surface

Femtosecond Laser Scalpel

Emitting High-Power

for Corneal Surgery

Laser Diode

3. Preis / Third Prize

3. Preis / Third Prize

Prof. Dr. Yong Feng Lu

Prof. Dr. Stefan Hell,

Lasermikrobearbeitung

Marcus Dyba,

in der Industrie

Dr. Alexander Egner

Laser Microprocessing

Optische Nanoskopie mit

in Industry

Ultrakurzpulslaser und stimulierter Emission Optical Nanoscopy with Ultra-Short-Pulse Laser and Stimulated Emission

Zukunftspreis

29

2004

2006

2008

1. Preis / First Prize

1. Preis / First Prize

1. Preis / First Prize

Professor Dr. Ursula Keller

Dr. Karin Schütze,

Dr. Thorsten Bauer,

SESAM – Semiconductor

Raimund Schütze

Ulrich Graf, Dr. Jens König,

Saturable Absorber Mirror

Lasermikrostrahl und

Dr. Markus Willert

für Ultrakurzpulslaser

Laserkatapult

Hochpräzise Mikrobear-

SESAM – Semiconductor

Laser Microbeam and

beitung in der Großserie

Saturable Absorber Mirror

Laser Catapult

High-Precision

for Ultrafast Lasers

Micromachining in Mass Production

2. Preis / Second Prize

2. Preis / Second Prize

2. Preis / Second Prize

Professor Dr. Andreas

Prof. Dr. Ian A. Walmsley

Dr. Richard L. Sandstrom,

Tünnermann, Dr. Stefan

Methoden zur vollständigen

Dr. William Partlo

Nolte, Dr. Holger Zellmer

Messung ultra-kurzer Pulse

VUV Laser für die

Hochleistungs-Faserlaser

Methods for Complete

Moderne Lithografie

und deren Anwendungen

Measurement of Ultra-Short

VUV Lasers for Advanced

High-Power-Fiber Lasers

Pulses

Lithography

3. Preis / Third Prize

3. Preis / Third Prize

3. Preis / Third Prize

3. Preis / Third Prize

Prof. Dr. Axel Rolle

Dr. Ronald Holzwarth,

Dr. Cary Gunn

Professor Dr. Jürgen Czarske,

Lungenparenchym-

Dr. Michael Mei

Entwicklung von CMOS-

Dr. Lars Büttner,

Laserchirurgie

Optische Frequenzkamm-

Photonik: Siliziumbasierte

Dr. Thorsten Pfister

Lung Parenchymal

technologie

Transceiver

Laser-Doppler-

Laser Surgery

Optical Frequency Comb

Development of CMOS

Distanzsensor und seine

Technique

Photonics: Silicon Based

Anwendungen

Transceivers

Laser Doppler Distance

and their Applications

Sensor and its Applications

Prof. Dr. H. Jeffrey Kimble

Prof. Dr. Xiaoliang Sunney Xie

Resonator-

Einzelmolekül-Biophysik

Quantenelektrodynamik

und nicht-lineare optische

Cavity Quantum

Mikroskopie

Electrodynamics

Single-Molecule Biophysics and Non-Linear Optical Microscopy

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Die Berthold Leibinger Stiftung | The Foundation

Anlässlich des 50. Geburtstages der Erfindung des Lasers spendete die Berthold Leibinger Stiftung eine Ausstellung zum Thema Werkzeug Laser im Deutschen Museum in München.

Mit der Unterstützung von Institutionen und Förder-

On the occasion of the 50th anniversary of the invention of the laser the Berthold Leibinger Stiftung sponsored an exhibition on the laser as a tool at the Deutsches Museum in Munich.

With its support, the Berthold Leibinger Stiftung wants to

projekten will die Berthold Leibinger Stiftung Akzente

emphasize and encourage institutions and projects.

setzen und Anstöße geben. Seit 1992 unterstützt die

Since 1992 the Berthold Leibinger Stiftung supports projects and

Berthold Leibinger Stiftung Projekte und Einrichtungen

institutions from the areas of culture, science, church and charity.

aus den Bereichen Kultur und Wissenschaft, Kirche und

In past years, the Berthold Leibinger Stiftung has sponsored

Soziales. In den zurückliegenden Jahren haben wir Projekte

projects with almost five million euros from the earnings of the

mit fast fünf Millionen EUR aus Erträgen des Stiftungs-

foundation's assets.

vermögens gefördert. The commitment of the individual and the will to accept Individuelles Engagement und die Übernahme von

responsibility are fundamental for the future development of our

Verantwortung bilden das Fundament für die zukünftige

society. The purpose of the Berthold Leibinger Stiftung as a non-

Entwicklung unserer Gesellschaft. Hierzu möchte die

profit GmbH is to do its part through the activities it sponsors.

Berthold Leibinger Stiftung als gemeinnützige GmbH mit ihren Aktivitäten einen Beitrag leisten.

The Berthold Leibinger Stiftung holds a 3.8 percent share of the TRUMPF GmbH + Co. KG indirectly via the Berthold Leibinger

Die Berthold Leibinger Stiftung ist mit 3,8 % an der

Beteiligungen GmbH. The capital stock amounts to 9.9 million

TRUMPF GmbH + Co. KG mittelbar über die Berthold

euros

Leibinger Beteiligungen GmbH beteiligt. Derzeit beläuft sich der Kapitalstock der Berthold Leibinger Stiftung auf 9,9 Millionen Euro.

DVD fehlt? Kostenloses Anfordern unter www.leibinger-stiftung.de/kontakt DVD missing? Order free copy at www.leibinger-stiftung.de/contact

Impressum Herausgeber / Publisher: Berthold Leibinger Stiftung GmbH, Johann-Maus-Straße 2, 71254 Ditzingen, Germany www.leibinger-stiftung.de Text: Brigitte Diefenbacher, Sven Ederer Gestaltung / Design: Atelier Lohrer, Stuttgart Fotos: Udo Loster und Seite 3: TRUMPF GmbH + Co. KG, Seiten 14 und 16 Mitte: Prof. Dr. Karsten König, Seiten 21/22 unten: ICFO-Institute of Photonic Sciences/ ICREA-Catalan Institute for Research and Advanced Studies, Seiten 28/29 von links nach rechts: MAN Roland Druckmaschinen AG, U-L-M Photonics GmbH, IntraLase Corp., Institut für Strahlwerkzeuge/Universität Stuttgart, Sven Ederer, Fraunhofer Institut für Angewandte Optik, P.A.L.M Microlaser Technologies GmbH, Udo Loster (2x), Harvard University, Seite 30: Deutsches Museum Reproduktionen / Reproductions: Reprotechnik Herzog GmbH, Stuttgart Druck / Printing: frechdruck GmbH, Stuttgart