Weißlicht-Laser für Halbleiterindustrie und Mikrobiologie Neue Lichtquelle lässt sich in die Fertigung integrieren

Der neuartige Weißlicht-Laser ist eine Million mal heller als die Sonne. Damit wollen Forscher unter anderem die Zeiten für eine Qualitätskontrolle in der Halbleiterindustrie senken. Aber auch in der Mikrobiologie eröffnet der Laser neue Möglichkeiten.

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In seiner Dissertation hat Dr. Tobias Baselt untersucht, wie sich die optische Leistung von Weißlicht-Laser in der Messtechnik erhöhen lässt. Dabei sollten Kosten, Zeit und Fehler zum Beispiel in der Chipproduktion oder in der Mikrobiologie sinken. Aus diesem Grund untersuchte der Wissenschaftler den Einsatz von Weißlicht-Laser-Quellen in zwei verschiedenen Messverfahren.

Entstanden ist eine neue Lichtquelle, die eine Million mal heller scheint als die Sonne und die sich problemlos in Fertigungsprozesse eingliedern lässt – ganz ohne diese anzuhalten oder eine Ausschleusung von Proben zu benötigen. Heute leitet Baselt die Gruppe Optische Fasertechnologie am Fraunhofer AZOM und ist wissenschaftlicher Mitarbeiter an der Fakultät Physikalische Technik der WHZ. „In meiner Doktorarbeit habe ich die Anwendung speziell entwickelter Laserquellen mit weißem Laserlicht untersucht, die im Vergleich zum aktuellen Stand der Technik besonders leistungsstark und daher sehr interessant für mikrobiologische und industrielle Messverfahren sind“, erklärt er.

Qualitätskontrolle mit Weißlicht-Laser bei der Chipfertigung

Es sind gerade die kostenintensiven Herstellungsprozesse der Halbleiterindustrie, wie der Chipfertigung, bei denen sich deutlich einsparen lässt. Baselt stellte unter Beweis, dass das Weißlicht-Laser-Verfahren Qualitätskontrollen von Halbleiterelementen schneller durchführen kann.

Durch die Intensität der Lichtquelle können beispielsweise das Oberflächenprofil, tieferliegende Strukturen und sogar die Rückseite von Mikrochips in einem Vorgang charakterisiert werden. Auch die Mikrobiologie könnte von der entstandenen Lichtquelle profitieren, etwa bei der Untersuchung von Zellkulturen.

Laser überwacht Zellen in Echtzeit

Dabei wird der Weißlicht-Laser, in der Fachsprache auch Superkontinuumsquelle genannt, für einen kurzen Moment auf die Zelle fokussiert. Die Intensität dieser Lichtquelle erlaubt es, kleinster Zellstrukturen darzustellen, ohne sie zu zerstören. Mit diesem Messverfahren können Zellen in Echtzeit überwacht und damit die Früherkennung von Zellveränderungen sowie Zellschäden erkannt werden. Wo es bislang lediglich möglich war, diese zu festen Zeiten zu zählen, ermöglicht es die Entwicklung von Baselt, deren Zustände nichtinvasiv zu erfassen oder gar zu beeinflussen.

Gerade in Bioreaktoren oder bei Toxizitätstests von Medikamenten wird so eine engmaschige Wirkungskontrolle möglich. In den nächsten Schritten sollen die Ergebnisse aus dem Labor für die Einbindung in industrielle Prozesse näher untersucht und weiterentwickelt werden.

Die Vorteile von weißem Laserlicht

Weißes Licht, als eine Art neue Laserlichtquelle, hat es eine Vielzahl von Vorteilen von guter Direktionalität, hoher Energiedichte, superkontinuierlichem Spektrum, großer Bandbreite, dem Zentrum der flexiblen Wellenlänge, einem hohen Grad an Kohärenzzeit und Raum.

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