Wer mit Lasern in Berührung kommt, ist hinterher meistens bedient – oder lädiert. Beim sogenannten LaserTag zielen die Beteiligten in einer Halle gegenseitig mit Pistolen aufeinander. Mit Laserpointern werden immer wieder verbotenerweise Verkehrsteilnehmer geblendet. In kriegerischen Auseinandersetzungen kommen verstärkt Hochenergie-Laser zum Einsatz.
"Diese Bandbreite deckt sonst weltweit kein anderer Hersteller ab.“
Mit solchen Anwendungen haben die Halbleiterlaser von nanoplus (Eigenschreibweise) ungefähr so wenig gemein wie der Mars mit der Erde. „Der gesellschaftliche Nutzen“, sagt Geschäftsführer Johannes Koeth, „ist bei unseren Lasern auf Anhieb erkennbar.“ Streng genommen ist es nur ein einziges Produkt, das das mittelständische Unternehmen aus Gerbrunn sein Eigen nennt: Einen Halbleiterlaser, der so winzig klein ist, dass man ihn mit bloßem Auge kaum erkennt. „Auch wenn unsere Kunden unterschiedliche Gehäuse wünschen, ist der Kern letztlich der gleiche“, erklärt Physiker Koeth. Dass die Anwendungspalette dennoch so immens groß sei, liege daran, dass „wir Laser im Wellenlängenbereich zwischen 760 und 14 000 Nanometern fertigen können. Diese Bandbreite deckt sonst weltweit kein anderer Hersteller ab.“
Die Idee dahinter: Der Halbleiterlaser, der meist in ein Messgerät eingebaut ist, wird mit einer ganz bestimmten Wellenlänge auf eine Flüssigkeit oder ein Gas gerichtet und von diesem ganz oder teilweise absorbiert; dadurch ist die Existenz der gesuchten Substanz – beispielsweise Kohlenmonoxid oder Salzsäure – bewiesen. „Dieser Nachweis funktioniert immer, weil er den Gesetzen der Physik gehorcht. Gleichzeitig kann jede Substanz nur Licht ganz bestimmter Wellenlängen absorbieren, so dass Gase und Flüssigkeiten jeweils einen charakteristischen Fingerabdruck besitzen, insbesondere im Infrarotbereich. Durch die Bestrahlung mit Licht einer maßgeschneiderten Wellenlänge werden in den Gasen und Flüssigkeiten ganz bestimmte Schwingungen der Moleküle angeregt“, erläutert Koeth und veranschaulicht: „Wir kitzeln die einzelnen Moleküle genau an der Stelle, wo sie anfangen zu lachen. Das ist der entscheidende Trick.“
Dieses physikalische Prinzip kann man sich in vielen Bereichen zunutze machen: Bei der Prozesskontrolle, beim Umweltschutz, in der Sicherheits- oder Medizintechnik. Letztere ist hierzulande stark im Kommen. „Bisher stammt nur ein kleiner Anteil unserer Kunden aus Deutschland. Noch liefern wir unsere Laser vorwiegend nach Japan oder in die USA, aber auch in den Norden Europas“, sagt Koeth. Zu den Abnehmern zählen viele kleinere Firmen, aber auch Weltkonzerne wie Fuji Electric (Japan), General Electric (USA) oder Siemens (Deutschland).
An Bord der NASA-Raumsonde war ein Halbleiterlaser aus Gerbrunn
Sogar die amerikanische Luft- und Raumfahrtbehörde NASA ist ein ständiger Wegbegleiter von nanoplus. Im Jahr 2012 hat ein Projekt für Aufsehen gesorgt, bei dem auf dem Mars Spuren von Wasser nachgewiesen worden sind. An Bord der Raumsonde war ein Halbleiterlaser aus Gerbrunn. Eine fränkische Regionalzeitung titelte: „Dieser Franke sucht Leben auf dem Mars.“ Koeth, der neben der Zeitungsschlagzeile abgebildet war, muss über diesen Hype noch heute schmunzeln: „Ich selbst war natürlich nicht vor Ort.“ Zur Verdeutlichung: Die Entfernung zwischen der Erde und dem roten Planeten schwankt je nach Konstellation im Sonnensystem zwischen 56 und 401 Millionen Kilometern.
Auch wenn die Stückzahlen bei Aufträgen wie dem der NASA naturgemäß gering sind, steigt der Bekanntheitsgrad durch solche Projekte weiter an. Längst ist auch die Automobilindustrie auf nanoplus aufmerksam geworden. „Wir sind noch nicht so weit, dass wir diese Größenordnungen auf Anhieb bedienen könnten, befinden uns aber auf einem guten Weg“, ist Koeth zuversichtlich.
Die Anwendungen im Automobilbereich sind auch fast zu schön, um wahr zu sein. So lassen sich mithilfe solcher Laser Abgastests während dem Fahren durchführen. „In Städten wie London werden sie bereits eingesetzt, um einfahrende Dreckschleudern auszusortieren. Die Amerikaner nutzen solche Vorrichtungen, um im Vorbeifahren die Abgasplakette zu erwerben. Dadurch sparen sie sich die Fahrt zur nächsten Werkstatt“, weiß Koeth.
"Wir tüfteln an einem Alkoholtest fürs Auto."
Derzeit tüftelt ein Konsortium, zu dem auch nanoplus gehört, an einem Alkoholtest fürs Auto. „Wenn der Fahrer eine Alkoholmenge entsprechend der legalen Grenze oder mehr getrunken hat, startet das Auto zwar, lässt sich aber nicht vom Fleck bewegen. Der Kontrollprozess spielt sich in weniger als einer Sekunde ab“, erläutert Koeth. Wegen der Laser sei eine Manipulation nicht möglich.
„Es wird nicht nur der Fingerabdruck überprüft, sondern auch ob der dazugehörige Mensch auf dem Fahrersitz Platz genommen hat“, so der Geschäftsführer. Das sei eine tolle Erfindung, durch die die Zahl der alkoholbedingten Unfälle wohl deutlich zurückgehen würde. Mitte des Jahres starten die ersten Feldtests, 2017 sollen dann ganze Firmenflotten mit dieser Technik ausgerüstet werden.
Mittendrin, statt nur dabei: Eine nach außen unscheinbare Firma vor den Stadttoren, die sich am Kirschberg zwischen einem Lebensmitteldiscounter und einem Weingut niedergelassen hat. Der Standort, welcher nicht weit vom Hubland entfernt ist, kommt nicht von ungefähr. „Wir arbeiten sehr eng mit der Uni Würzburg zusammen“, sagt Koeth, der Ende der 1990er Jahre am dortigen Lehrstuhl für Technische Physik promoviert hat. Sein Doktorvater war Alfred Forchel, seit 2009 amtierender Präsident der Uni Würzburg. Nanoplus ist 1999 als Start-up gegründet worden.
Kein Wunder, dass Koeth nach wie vor frisch gebackene Absolventen für das mittlerweile 50 Mitarbeiter beschäftigende Unternehmen gewinnen kann. Daneben ist es natürlich auch das Selbstverständnis einer Technologiefirma, die Erkenntnisse aus der Grundlagenforschung in gewinnbringende Geschäftsmodelle zu verwandeln. Für diesen Zweck hält nanoplus in seinen Räumlichkeiten sogar eigene Forschungs- und Entwicklungslabore vor.
Die eigentliche Produktion geschieht in Reinräumen, die es nicht nur in Gerbrunn, sondern auch am zweiten Standort im thüringischen Meiningen gibt und die man nur mit speziellen Anzügen betreten darf, damit die Produktionsflächen sauber gehalten werden können. „Unser Know-How schützt uns vor der Konkurrenz“, sagt Koeth.
Daten & Fakten
Firmenname: nanoplus Nanosystems and Technologies GmbH
Standort: Oberer Kirschberg 4 in 97218 Gerbrunn
Niederlassung: Meiningen (Thüringen)
Gründungsjahr: 1999
Mitarbeiterzahl: 50
Umsatz: Keine Angaben Hauptprodukte: Halbleiterlaser (ISO-zertifiziert)
Gesellschafter: Keine Angaben Homepage: www.nanoplus.de