Die renommierte Humboldt-Universität zu Berlin mit ihrer über 200-jährigen Geschichte gehört zu den elf Exzellenzuniversitäten Deutschlands. Am Institut für Physik wird schwerpunktmäßig in den Bereichen Elementarteilchenphysik, Festkörperphysik, Makromoleküle/ Komplexe Systeme sowie Optik/Photonik geforscht. In der Arbeitsgruppe Optische Metrologie benötigte man hier für das Projekt BECCAL (BoseEinstein Condensate and Cold Atom Laboratory) einen Reinraum-Arbeitsplatz, an welchem ein Lasersystem für die spätere Forschung an ultrakalten Atomen auf der ISS (International Space Station) entwickelt und gebaut werden soll.

Gekühlte Atome

Was ultrakalte Atome sind? Für bestimmte Anwendungen, beispielsweise Atomuhren, dürfen die Atome sich nicht zu schnell bewegen. Dazu muss man sie in einem stark verdünnten Gas bis nahe an den absoluten Temperaturnullpunkt kühlen, was man mit der Methode der Laserkühlung erreichen kann (Nobelpreis für Physik 1997). Dabei bestrahlt man die Atome mit genau abgestimmtem Laserlicht, so dass schnellere Atome bevorzugt dessen Photonen absorbieren und durch den dabei auftretenden Rückstoß abgebremst und gekühlt werden. Die Universität und auch der Fachbereich Physik setzen seit Jahren bei ihren Konstruktionen auf den MiniTec Profilbaukasten, da dieser aufgrund seiner Flexibilität ideal für Forschungszwecke ist. Entsprechend beauftragte man MiniTec Berlin mit der Realisierung des Arbeitsplatzes in einem Reinraum der Universität, welcher ebenfalls auf Profilen basiert.

Umfassende Anforderungen

Die Anforderungen an den Arbeitsplatz waren vielfältig. So musste er zum Schutz vor elektrostatischen Entladungen (electrostatic discharge, ESD) ableitfähig sein, was von der Universität explizit geprüft und freigegeben wurde. Des Weiteren war der zentral lokalisierte große optische Tisch mit speziellen Laserschutzplatten auszustatten. Diese sollen verhindern, dass Laserstrahlen den Tisch unkontrolliert verlassen können. Der Arbeitsplatz war im Reinraum so unter den FFU (Filter Fan Units) zu positionieren, dass der Arbeitsbereich vom Luftstrom gereinigt werden kann und nicht durch die Lüfter der über dem optischen Tisch platzierten Geräte verschmutzt wird. Deshalb reichen die Prallbleche bis 10 mm unter die Reinraumdecke. Ebenso mussten die 230 V Kabel für eine Vielzahl von Steckdosenleisten, aufgrund der Vorgaben zur elektrischen Absicherung, einzeln verlegt werden, und zwar im Inneren der Profile. Deshalb wurden in den verwendeten 90x90 L Profilen acht Eingangsbohrungen vorgenommen, sowie anschließend an der Position der Steckdosenleisten weitere acht Fräsungen in den 45x90 Profilen. Die Netzwerkkabel wurden ebenso wie die Stromkabel „unsichtbar“ hinter Kabelkanälen verlegt. Hierbei war die Herausforderung, dass im Bereich Medienführung 1 die Netzwerkkabel durch das 45x90 Profil verlegt werden mussten. Die Bleche der Laserschutzplatten wurden Glasperl-gestrahlt, um die Kontur der Walzrichtung zu entfernen, und anschließend mattschwarz eloxiert. Unter den standardmäßig am Rand des optischen Tisches eingehängten Laserschutzplatten musste ausreichend Platz sein, damit die Luft von den FFU nach unten wegströmen kann. Die gleichen Laserschutzplatten lassen sich alternativ auch im zentralen Bereich des optischen Tisches aufschrauben, um einzelne Bereiche für die Versuche abzutrennen.