Die Forscher vom Ferdinand-Braun-Institut für Höchstfrequenztechnik (FBH) entwickelten deshalb zusammen mit der Firma Carl Zeiss Jena und der Siemens AG eine Halbleiter-Laserdiode, deren Funktionsprinzip FBH-Forscher Andreas Klehr so beschreibt: “Laserlicht wird auf die Schaufeloberfläche gestrahlt, dabei wird die Wellenlänge kontinuierlich verändert. Aus dem Lichtecho kann man dann die Maße mit bisher nicht gekannter Präzision berechnen”.
Die Anforderungen der Messmethode an die Laserdiode machten eine Neuentwicklung nötig. Die nur stecknadelkopfgroße Laserdiode wird aus dem Halbleitermaterial Galiumarsenid (GaAs) hergestellt und arbeitet im Wellenlängenbereich von 700 bis 1100 Nanometern – optimal für die gewünschten Anwendungen. “Für unsere Messungen muss die Laserlinie möglichst schmal, also die Frequenz hoch stabil sein, sie darf um höchstens ein millionenstel Prozent schwanken. Diese schmale Linie muss außerdem kontinuierlich über 100 Gigahertz (GHz) verschiebbar sein. Das wiederum lässt sich durch Aufheizen einzelner Bereiche des Lasers realisieren, wofür spezielle Kontakte auf den Laser aufgedampft werden”, erläutert Klehr. Bis das kleine High-Tech-Messgerät fertig ist, dauert es mehrere Wochen, in denen über 100 Arbeitsschritte durchlaufen werden.
Als mögliche zukünftige Anwendung haben die FBH-Wissenschaftler die elektrischen Oberleitungen bei der Deutschen Bahn AG im Visier: Bei diesen Leitungen soll der Verschleiß durch Abrieb gemessen werden, um nötige Reparaturen rechtzeitig einzuleiten. “Der Laserradar wird bei dieser Anwendung auf einer Lokomotive installiert und sein Strahl auf die Drähte gerichtet. Aus der reflektierten Strahlung läßt sich dann leicht die Information über den Abrieb der Drähte herauslesen”, erläutert Klehr.
Arndt Dürr
