LASER 2017

•••3••• Interview Schockresistente Laser-Technik fürs All DIEMESSE im Gespräch mit Dr. Jens Löhring und Hans-Dieter Hoffmann, Fraunhofer ILT Herr Dr. Löhring, Herr Hoffmann, auf der Laser World of Photonics 2017 lenken Sie mit einem sechs Meter hohen Exponat – einemMo- dell einer Arianespace-Rakete – die Aufmerksamkeit der Messebesu- cher auf das deutsch-französische MERLIN-Projekt. Was ist das Ziel dieser Satelliten-Mission? Ziel der Mission ist es, das klima- relevante Methan in der Erdatmo- sphäre mittels eines Licht-Radars (LIDAR) zu kartieren. Auch wenn Methan als Klimagas noch nicht so viel diskutiert wird wie Koh- lendioxid, ist es bei der Erderwär- mung aber pro Molekül 25-mal wirksamer. Kohlendioxid kommt jedoch in der Atmosphäre etwa 200-mal häufiger vor und ist da- mit absolut wirksamer. Seit 2007 steigt die Methankon- zentration in der Atmosphä- re schnell an, ohne dass die Ursachen für das Phänomen wirklich klar wären. Die Kli- maforscher wollen deswe- gen anhand der Messun- gen verstehen, in welchen Regionen Methan in die At- mosphäre eingebracht wird und wo es abgebaut wird. Das Fraunhofer-Institut für Lasertechnik (ILT) in Aachen hat für MERLIN ein Lasersys- tem entwickelt, das auch un- ter extremen Bedingungen präzise arbeitet. Was muss ein weltraumtauglicher La- ser aushalten können? Das System muss Schocks sowie Vibrationen bis 25 grms genauso aushalten wie thermische Wech- sellasten von -30 °C bis +50 °C. Außerdem sollen organische Ma- terialien wie Klebstoffe möglichst vollständig vermieden werden, um nicht die Umgebungsluft und damit die hochreinen Spiegelflä- chen zu verunreinigen. Und al- les muss nach dem Start für die Missionsdauer von drei Jahren störungsfrei funktionieren. Mit FULAS (Future Laser System, ge- fördert durch die Europäische Weltraumorganisation ESA, FKZ C0O-8/09/FF), ist es uns nun ge- lungen, eine neue Technologie- plattform für Lasersysteme zu entwickeln, die eine vielverspre- chende Basis für den weltraum- tauglichen Laser darstellt. Mit dem Future Laser System (FU- LAS) steht eine neue Technologie- plattform für Lasersysteme zur Verfügung, die sich durch Flexibili- tät auszeichnet. Welche Optionen eröffnen sich damit? Die Entwicklung des FULAS ist ein wichtiger Baustein für die Ent- wicklungslogik ähnlicher Systeme. Es lässt sich auf unterschiedliche Laserstrahleigenschaften und Missionen anpassen und kann so in Zukunft für verschiedenste LIDAR-Einsätze genutzt werden. Bei der Entwicklung des FULAS setzen Sie auf das sogenannte „Pick & Align“- Verfahren. Was verbirgt sich dahinter? Warum ist das Ver- fahren auch für andere Bran- chen interessant? Bei dem „Pick & Align“- Ver fahren werden die opto-mechanischen Kom- ponenten auf einer wär- medehnungskompensie- renden Submountstruktur durch robuste und hoch- präzise Lötverbindungen realisiert. Die sogenannten Mounts werden daraufhin mit einer zentralen Träger- platte verschraubt. In einem Montageportal wird das Lot zwischen Optik und Subeinheit für die Justage dann gezielt über Stromzufuhr aufgeschmolzen, sodass die Optik mithilfe manuell geführter Roboter präzise einge- stellt werden kann. Damit ist das Verfahren grundsätzlich automa- tisierbar und somit auch für ande- re Branchen interessant. Auch der LIDAR-Laser für MERLIN baut auf der FULAS-Plattform auf. Was leistet der LIDAR-Laser? Für den LIDAR-Betrieb soll das La- sersystem 9 mJ-Doppelpulse bei Ein Lasersystem, das auch un- ter extremen Bedingungen prä- zise arbeitet, soll künftig den deutsch-französischen Satelli- ten MERLIN bei der Erforschung von Methan-Emissionen unter- stützen. Die Technologie dafür wird am Aachener Fraunhofer- Institut für Lasertechnik (ILT) entwickelt und auf der Laser World of Photonics vorgestellt. DIEMESSE sprach mit den Ex- perten aus Aachen über die fas- zinierende neue Entwicklung. Automatisierbares Verfahren Dr. rer. nat. Jens Löhring, Leiter der Gruppe Packaging am Fraunhofer ILT Foto: Fraunhofer ILT, Aachen Künstlerische Darstellung des MERLIN-Instruments auf Basis der Myriade-Satellitenplattform Foto: CNES / Illustration David DUCROS, 2016 Fortsetzung auf Seite 4 Dipl.-Ing. Hans-Dieter Hoffmann, Leiter des Kompetenzfeldes Laser und Laseroptik am Fraunhofer ILT Foto: Fraunhofer ILT, Aachen Methan-Kartierung mittels Licht-Radar