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Licht enthüllt die verborgene Struktur des Lebens, und der gelbe Spektralbereich birgt ungenutztes Potenzial für die biomedizinische Diagnostik. Die Forschungsgruppe „Yellow“, die sich aus mehreren Arbeitsgruppen innerhalb des Leibniz-IPHT zusammensetzt, leistet Pionierarbeit auf diesem Gebiet, indem sie neue faserbasierte Lichtquellen und multimodale Fasersonden für die fortschrittliche Raman-Spektroskopie im sogenannten „Yellow Gap“ entwickelt. Dabei handelt es sich um den Bereich der sichtbaren Wellenlängen zwischen 560 und 600 nm, der für Lasertechnologien bislang weitgehend unerforscht ist.

Im Mittelpunkt des Projekts steht eine neue Klasse von mit Dysprosium dotierten Faserlasern, die nach dem Molten-Core-Verfahren hergestellt werden. Dieser innovative Ansatz ermöglicht eine systematische Untersuchung, wie sich Materialzusammensetzung und Verarbeitungsparameter auf Effizienz, Ausgangsleistung und Langzeitstabilität auswirken. Ziel ist es, Dysprosium als geeignetes Lasermaterial für den Dauerstrichbetrieb im gelben Spektralbereich zu etablieren und damit einen technologischen Durchbruch zu erzielen, der eine seit langem bestehende Lücke in der Entwicklung von Faserlasern schließen könnte.

Ergänzend zur Forschung im Bereich der Lichtquellen entwickelt das interdisziplinäre Team Hohlkernfasern, die speziell für die Raman-Spektroskopie in diesem Wellenlängenbereich optimiert sind. Diese Fasern bilden die Grundlage für hintergrundfreie, multimodale Raman-Sonden, die Licht mit minimalen Störungen durch das Fasermaterial selbst liefern und sammeln. Die Kombination aus hochreiner Anregung und empfindlicher Signalerkennung zielt darauf ab, die Spektralqualität und das Signal-Rausch-Verhältnis bei biomedizinischen Raman-Messungen erheblich zu verbessern.

Im Rahmen dieser Bemühungen konzentriert sich unsere Arbeitsgruppe in erster Linie auf die Entwicklung eines Raman-Sondensystems für die Spektroskopie (AP4), wobei optisches Design, Materialoptimierung und Anwendungstests integriert werden.

Durch die Verbindung neuartiger Laserphysik mit fortschrittlicher Glasfasertechnik will Yellow neue Möglichkeiten für die nicht-invasive Diagnostik, Zellbildgebung und Molekülsensorik erschließen. Das vom Freistaat Thüringen über den Europäischen Sozialfonds Plus (ESF+) geförderte Projekt ist ein Beispiel dafür, wie Spitzenforschung im Bereich der Photonik biomedizinische Innovationen und regionale wissenschaftliche Exzellenz vorantreibt.