Spieglein, Spieglein im Labor

Unter der Leitung von hoch qualifizierten WissenschafterInnen arbeiten Forschungsgruppen in Christian Doppler Labors an anwendungsorientierter Grundlagenforschung. Sie suchen in enger Abstimmung mit Industriepartnern innovative Antworten auf aktuelle Forschungsfragen. Damit gilt die Christian Doppler Forschungsgesellschaft auch international als Best-Practice-Beispiel. Das neue Labor unter der Leitung von Oliver Heckl befasst sich mit neuen photonischen Technologien im Bereich der Halbleiteroptik und angewandten Spektroskopie.

Diese Arbeiten können unter anderem zum besseren Verständnis der Atmosphärenchemie oder der Entwicklung von Atemgasanalyse z.B. zur Krebserkennung führen. Christian Doppler Labors werden von der öffentlichen Hand und den beteiligten Unternehmen gemeinsam finanziert. Wichtigster öffentlicher Fördergeber ist das Bundesministerium für Wissenschaft, Forschung und Wirtschaft (BMWFW).

Es begann mit der Erfindung des Lasers ...

Die letzten 50 Jahre sind geprägt von einem Siegeszug der photonischen Technologien beginnend mit der Erfindung des Lasers 1960 und einer Vielzahl darauf aufbauender Anwendungen in der Wissenschaft und im Alltag: von hochpräzisen Messungen an Atomübergängen über laserbasiertes Schneiden und Schweißen bis hin zum Blu-Ray-Player.

Photonische Technologien erlauben das Beobachten und Verstehen chemischer und biologischer Prozesse. Besonders im mittleren Infrarot-Bereich des optischen Spektrums weisen eine Vielzahl der organischen Moleküle sehr charakteristische und starke Absorptionslinien auf. Das Christian Doppler Labor für Mid-IR Spektroskopie und Halbleiteroptik an der Universität Wien widmet sich der Erschließung dieses spektralen Bereichs durch die Erforschung von Strahlquellen, Optiken und deren Anwendung.

"Die Anwendungsmöglichkeiten dieses CD-Labors reichen von Medizin bis Umweltschutz, von Atmosphärenchemie und Krebserkennung bis hin zum Nachweis von Gravitationswellen", sagt Wissenschafts- und Wirtschaftsminister Harald Mahrer. "Gerade diese Vielfalt zeichnet anwendungsorientierte Grundlagenforschung, wie sie in unseren CD-Labors betrieben wird, aus. Grundlagenforschung erweitert die Wissensbasis wesentlich. Durch die Zusammenarbeit mit Unternehmen kann das neue Wissen direkt in die Praxis einfließen. Das schafft letztlich Wachstum und stärkt den Innovationsstandort Österreich."

Technologievorstprung durch kristalline Spiegel

Die Forschung im mittleren Infrarot-Bereich war über die letzten Jahrzehnte großteils aufgrund einer technologischen Barriere in der Entwicklung von hochwertigen und verlustarmen Optiken limitiert. Der Industriepartner des Labors, Crystalline Mirror Solutions (CMS), hat kristalline Spiegel entwickelt, welche die limitierenden Faktoren um ein 10 bis 100-faches verbessern. Dieser Technologievorsprung ermöglicht es dem neuen Christian Doppler Labor für Mid-IR Spektroskopie und Halbleiteroptik unter der Leitung von Oliver Heckl von der Fakultät für Physik kristalline Halbleiteroptik, Hochleistungsstrahlquellen im mittleren Infrarot sowie deren Anwendung für Frequenzkammspektroskopie zu erforschen und weiterzuentwickeln.

Oliver Heckl erhielt sein Doktorat an der ETH Zürich und war danach international als Wissenschafter tätig. Er sammelte Industrieerfahrung bei Trumpf Laser- und Systemtechnik, bevor er in die USA ging, um als wissenschaftlicher Mitarbeiter am JILA in Boulder, Colorado, zu forschen. Der Universität Wien gelang es nun zusammen mit CMS und der Christian Doppler Forschungsgesellschaft, Oliver Heckl für die Forschungstätigkeit am neuen Christian Doppler Labor nach Österreich zu holen.

Industriepartner Crystalline Mirror Solutions

CMS ist ein Spin-off der Universität Wien und des Vienna Center for Quantum Science and Technology (VCQ). Die CMS GmbH wurde im August 2013 in Wien gegründet und hat seitdem bereits zwei weitere Standorte in Santa Barbara (Kalifornien) und Zürich (Schweiz) aufgebaut. Die zentrale Entwicklung von CMS – kristalline Superspiegel – ist weltweit einzigartig und international durch verschiedene Patente geschützt.

Heute beliefert CMS weltweit Kunden aus Wissenschaft und Industrie und baut mit dem Christian Doppler Labor in Wien seine Kompetenzen weiter aus. Die Anwendungsmöglichkeiten von kristallinen Superspiegeln reichen von optischen Komponenten in ultrapräzisen Atomuhren, über Präzisionsinterferometrie und Spektroskopie bis zu Lösungen für das Wärmemanagement von Hochleistungslasern und Anlagen für die Laserbearbeitung.

CMS hat bereits zahlreiche Preise und Auszeichnungen erhalten, wie den Leibinger Innovationspreis (2016), den AMA Innovationspreis (2015) und einige nationale und internationale Preise als innovatives Start-up. Die von CMS entwickelte optische Technologie im mittleren Infrarotbereich wird von der amerikanischen Forschungsagentur DARPA unterstützt. Darüber hinaus erhält CMS Förderungen vom Austria Wirtschaftsservice (aws), der österreichischen Forschungsförderungsgemeinschaft (FFG) und der Wiener Wirtschaftsagentur.