Andreas Tünnermann Die ersten Laser wurden vor gut 45

Andreas Tünnermann
Die ersten Laser wurden vor gut 45 Jahren entwickelt. Man braucht dazu
ein Medium, wie beispielsweise einen Rubinkristall und dazu ein paar
anregbare Ionen, die, einmal angeregt, diese Energie in Form von Licht
abstrahlen. Dieses Licht wird durch Spiegelsysteme amplifiziert, so dass
ein kohärenter Lichtstrahl einer bestimmten Wellenlänge entsteht. So alt
dieses Prinzip ist, so sehr bietet es sich für technologische Neuerungen
an, für die unser Preisträger Dr. Andreas Tünnermann steht. Einen
Schwerpunkt seiner Arbeit bildet seit einiger Zeit die Weiterentwicklung
so genannter Festkörperlaser, insbesondere solcher mit hoher Leistung
und mit Licht im sichtbaren Bereich. Sie haben große Vorteile gegenüber
Gaslasern bezüglich Leistung, Lebensdauer, Stabilität und Effizienz. Ein
Beispiel für den Einsatz solcher Laser sind Interferometer zum Nachweis
von Gravitationswellen. In diesen, beispielsweise im GEO-600
Observatorium bei Hannover, wird ein Lichtstrahl gespalten und über
mehrere hundert Meter wieder an die Lichtquelle zurückgeführt. In der
Gegenwart von Gravitationswellen käme es zur einer Raum-ZeitKrümmung, also einer Längenverschiebung der Arme des
Interferometers, die dann das Interferenzverhalten der beiden
Lichtstrahlen veränderte. Dazu muss natürlich die Wellenlänge und
Amplitude des Lichts extrem stabil sein, um überhaupt feine Änderungen
der Armlängen des Interferometers zu erkennen. Bei solchen
Experimenten stützt sich die ganze Welt auf die Laser von Andreas
Tünnermann.
Ähnlich bekannt sind seine Arbeiten zu so genannten Faserlasern.
Faserlaser haben wegen ihrer Geometrie viele Vorteile gegenüber
Festkörperlasern. In ihnen wird das Licht in feinsten Glasfasern erzeugt,
sodass hier kaum Wärmeableitungsprobleme entstehen. Außerdem
können, wegen der hohen Dichte der Ionenanordnung, vielfache
Übergänge erzeugt werden, die die Wellenlängenbereiche gegenüber
traditionellen, weniger energiereichen Lasern erweitern. Andreas
Tünnerman ist auf diese Weise der erstmalige Betrieb eines Faserlasers
im Leistungsbereich von 10 Watt gelungen, wobei er diese Leistungen
inzwischen auf weit über ein Kilowatt steigern konnte.
Dies wiederum ist wichtig, weil solche Laser in der Fertigungstechnik,
also der Bearbeitung von Werkstücken, eingesetzt werden können,
insbesondere wenn es gelingt, die hohe Energie mit kurzen Pulsen im
Femtosekundenbereich zu verknüpfen. Diese Energiepulse ermöglichen
die Bearbeitung der Werkstücke, die ultrakurzen Pulse verhindern ihre
thermische Beeinflussung, sodass keine Schmelzränder zurückbleiben.
Das Verfahren könnte eine große Rolle im Motorenbau spielen, wo die
Ultrakurzzeitlaser-Bearbeitung zu Verbesserungen führt, die die
Wirkungsgrade der Motoren deutlich erhöhen.
Neuerdings verknüpft Andreas Tünnermann die Lasertechnologie mit
neuen Materialien, neu im Sinne ihrer Strukturierung. Was hier geschieht,
erläutert er selbst in einem seiner Vorträge mit dem Hinweis auf Morpho
Cypris, den großen blauen Schmetterling aus den Regenwäldern Costa
Ricas. Dessen Azurblau in den Flügeln kommt nicht etwa durch
Farbstoffe, sondern durch ein Material zustande, das bestimmte
periodische Eigenschaften besitzt. Auch das Glitzern des Opals entsteht
durch photonische Nanostrukturen im Innern des Halbedelsteins. Mit
strukturierten Gläsern dieser Art lassen sich in Zukunft die Lichtwege in
Glasfasern noch viel deutlicher kontrollieren und daher sehr viel mehr
parallele Informationen in diesen Fasern übertragen. Inzwischen wurden
nach dem Vorbild der Insektenaugen Mikrolinsen auf Kunststofffolien
aufgeprägt, die weniger als einen Millimeter dick sind. Bald werden wir
solche Linsen in unseren Fotohandys wiederfinden.
Jena war immer schon ein Zentrum für die Optik. Andreas Tünnermann
setzt diese Tradition in vorbildlicher Weise fort. Er hat Physik an der
Universität Hannover studiert, promovierte dort im Jahre 1992 und wurde
schon 1998, also mit 35 Jahren, Ordinarius in Jena. Vorher war er noch
sechs Jahre lang Entwicklungsleiter am Laser Zentrum in Hannover. Der
Name Zeiss wird immer mit Jena verknüpft bleiben. Es sieht danach aus,
als erreiche der Name Tünnermann bald eine ähnlich gloriose Reputation.
Der Leibniz-Preis soll hierzu beitragen.