Verbundprojekt: MIR-Laserunterstütztes Drucken von Biomaterialien; Teilprojekt: Grundmodelaser hoher Puls-zu-Puls-Stabilität

Das Gesamtprojekt MIR-Lab (MIR-Laserunterstütztes Drucken von Biomaterialien ) untersucht und entwickelt ein neuartiges 3D-Bioprinting - Verfahren. Es handelt sich hierbei um ein laserunterstütztes Verfahren bei einer Wellenlänge von 3µm, welches auf der LIFT (laser induced forward transfer) - Technologie basiert. Ziel ist die Herstellung von 3D- Gewebemodellen, welche im Bereich der Pharmazeutik- und Kosmetikindustrie eingesetzt werden können und somit Tierversuche ersetzen können. Da es sich hierbei um einen ´kontaktfreien´ Prozess der Zellmanipulation handelt, welcher ohne die bisher üblichen Trägermaterialien auskommt, eröffnen sich neue Möglichkeiten zu Herstellung voll funktionaler Gewebestrukturen. Das Teilprojekt der Fa. Canlas Laser Processing GmbH beschäftigt sich mit der Ermittlung der für das ´Mid-Infrared Laser Assisted Bioprinting´- Verfahren geeigneten Pulsbreite. Hierfür wird ein gütegeschalteter Nd:YAG / Nd:YVO4 –Laser mit variabel einstellbarer Pulsbreite realisiert. Die Pulsbreiten sollen im Bereich von 10-100ns liegen. Die erzeugte Laserstrahlung soll mit nahezu beugungsbegrenzter Strahlqualität emittiert werden. Dazu wird ein thermisch effizientes Anregungsdesign, basierend auf dem ´in-band pumping´ genutzt, um die Auswirkung der thermischen Effekte im Laserkristall möglichst gering zu halten. Hierfür wird ein MOPA (Master-Oscillator Power Amplifiert)-Lasersystem, bestehend aus Laser-Controller, Seed-Lasermodul und Amplifier-Modul, konzipiert und bis zum Experimentallaser umgesetzt. Die Einstellbarkeit der Pulsbreite im genannten Bereich wird durch ein Puls-Sampling- Verfahren mit einem externen akusto-optischen Modulator erreicht, wobei der Laseroszillator auf einer vielfach höheren Arbeitsfrequenz arbeitet. Dadurch wird eine variable Pulsbreite bei konstanter externer Pulsfolgefrequenz erreicht.