Aufgrund der enormen Bedeutung einer stabilen Polarisation für den Einsatz von Lasern wurden über die vergangenen 15 Jahre hinweg zahlreiche Versuche in Japan, USA und Europa unternommen, die Polarisation von VCSELn zu definieren und zu kontrollieren. Aber entweder konnte keine vollständige  Polarisationskontrolle erreicht werden oder die Einbußen in den sonstigen Lasereigenschaften waren nicht hinnehmbar.

Aufbauend auf theoretischen Arbeiten von Pierluigi Debernardi vom IEIIT-CNR c/o Politecnico di Torino konnte Herr Ostermann in seiner Promotion erstmalig die Polarisation von VCSELn mit direkt in die Oberfläche des Auskoppelspiegels geätzten Gittern kontrollieren, ohne die sonstigen Lasereigenschaften signifikant zu verschlechtern. Diese Oberflächengitter, wie beispielhaft in der  Abbildung gezeigt, führen dazu, dass sich die Reflektivität des Auskoppelspiegels für Licht, das parallel bzw. senkrecht zu den Gittergräben polarisiert ist, unterscheidet und damit der Laser ausschließlich in der Polarisation schwingt, die stärker reflektiert wird. In der Abbildung ist dies die „blaue“ Polarisation. Die nachgewiesene Polarisationskontrolle übertrifft dabei bei weitem jede bisher erreichte Stabilität. Eine Modifikation des Oberflächengitters erlaubt es zudem, zusätzlich die Leistung in der Grundschwingung der Laser zu erhöhen und damit sowohl eine Kontrolle der Laserlinien als auch ihrer Polarisation zu erreichen.

Die Herausforderung bei diesen Oberflächengittern liegt darin, eine optimale Gittergeometrie zu finden und diese herzustellen. Während die Optimierung des Designs sehr komplexe elektromagnetische Simulationen und umfassende experimentelle Versuche erforderte, verlangt die Herstellung der Oberflächengitter eine Genauigkeit kleiner als 0.0001 mm für die Gitterperiode und sogar kleiner als 0.00001 mm für die Gittertiefe (zum Vergleich: ein menschliches Haar hat einen Durchmesser von ca. 0.1 mm). Die Arbeiten sind damit dem Gebiet der Nanotechnologie zuzuordnen.

Die erzielten Erfolge sind in 15 Artikeln in angesehenen Fachzeitschriften, 16 Konferenzbeiträgen (5 davon eingeladene Vorträge) und in 4 Patentanmeldungen dokumentiert. Eine Kooperation mit der Firma U-L-M photonics GmbH ermöglichte zudem noch vor Abschluss der Promotion die schnelle Umsetzung der Forschungsergebnisse in ein bereits heute millionenfach in Computermäusen der neuesten Generation eingesetztes Produkt. Diese sehr erfolgreiche Zusammenarbeit des Instituts für Optoelektronik, des IEIIT-CNR und U-L-M photonics wurde von der Universität Ulm mit dem Kooperationspreis 2007 ausgezeichnet.