Lichtquellen und Sensoren im mittleren Infrarot (Mid-IR) stehen im Fokus intensiver Forschung, da sie zentrale Anwendungen ermöglichen – von der Überwachung von Treibhausgasen und Schadstoffen über optische Frequenzstandards für Navigations- und Zeitmesssysteme bis hin zu optischer Kommunikation, LIDAR sowie medizinischer Diagnostik und Therapie. Der Fortschritt in diesen Feldern hängt maßgeblich von leistungsfähigen, stabilen und kompakten Lichtquellen ab.

Faserbasierte Mid-IR-Laser haben sich dabei als vielversprechende kohärente Hochbrillanzquellen für Wellenlängen jenseits von 2,5 µm etabliert und besitzen das Potenzial, etablierte Quantencascade-Laser zu übertreffen. Die effektive Nutzung geeigneter Glasmaterialien, etwa fluoridischer Gläser, erfordert jedoch eine grundlegende Weiterentwicklung der Faserherstellung und -funktionalisierung sowie der dafür notwendigen optischen Komponenten. Nur so lassen sich robuste Lasersysteme für den Wellenlängenbereich von etwa 2,7 bis 5 µm realisieren.

Ziel des deutsch-australischen Projekts ist die Entwicklung effizienter und robuster faserbasierter Laserkomponenten durch das deutsche Konsortium. Diese dienen als modulare Bausteine für eine vollständig faserintegrierte, flexible und konfigurierbare Laserquelle, die von der australischen Partnergruppe konzipiert wird. Im Fokus stehen Erbium-dotierte ZBLAN-Faserlaser zur effizienten Emission bei 2,8 und 3,5 µm.
Die Zusammenarbeit vereint komplementäre Expertisen in Faserherstellung, Glaschemie, Laserphysik, nichtlinearer Optik und Faserfunktionalisierung sowie den Zugang zu spezialisierten experimentellen Methoden und Infrastrukturen auf beiden Seiten. Dies schafft die Grundlage für eine enge wissenschaftliche Verzahnung und nachhaltige Synergien.

Darüber hinaus leistet das Projekt einen wichtigen Beitrag zur Qualifizierung von Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftlern. Forschungsaufenthalte an den jeweiligen Partnerinstitutionen ermöglichen den Erwerb eines einzigartigen Kompetenzprofils an der Schnittstelle von Laserphysik, Materialwissenschaften und Faseroptik. Langfristig unterstützt das Vorhaben den Aufbau einer dauerhaften Kooperation in der Entwicklung maßgeschneiderter Mid-IR-Lichtquellen für Anwendungen in Sensorik und Bildgebung.