Ultrakurzzeit Lasersystem zur Kopplung mit einem optischen Nahfeldmikroskop

• Fachliche Zuordnung: Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung in 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 431629254

Für unsere Forschung auf dem Bereich der Nanophotonik, insbesondere für Arbeiten in dem Spektralbereich des nahen und mittleren Infrarots, benötigen wir eine flexible und durchstimmbare Laserlichtquelle mit Zeitauflösung im Bereich von hunderten von Femtosekunden. Diese Lichtquelle werden wir mit einem bereits vorhandenen Nahfeldmikroskop koppeln, um photonische Oberflächenmoden über den gesamten Spektralbereich vom sichtbaren Licht bis hin zu Wellenlängen um die 15 Mikrometer zu erforschen. Ein besonderer Schwerpunkt liegt dabei auf Polaritonen, die durch die Kopplung von Infrarotstrahlung mit Phononenschwingungen in nanostrukturierten dielektrischen Substraten entstehen. Weitere Forschungsfelder sind die oberflächenverstärkten Molekülspektroskopie und die chemische Energieumwandlung durch heiße Elektronen in im Infrarot aktiven plasmonischen Materialien wie ZrN und TiN. Durch Kopplung der Strahlen an das Nahfeldmikroskop können derartige Experimente mit einer räumlichen Auflösung von nur wenigen Nanometern durchgeführt werden. Dies wird insbesondere fundamentale Forschungen zur Lokalisation von Infrarotstrahlung auf kleinste Bereiche weit unterhalb der Beugungsgrenze ermöglichen, mit Anwendungen im Bereich der Molekülspektroskope, Bildgebung, sowie Energieumwandlung. Das bevorzugte System weist sich insbesondere durch zusätzliche Möglichkeiten wie pump/probe Spektroskopie und eine äußerst hohe Durchstimmbarkeit von einer Wellenlänge von 720 nm bis 16 Mikrometer aus.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Ultrakurzzeit Lasersystem zur Kopplung mit einem optischen Nahfeldmikroskop
• Gerätegruppe: 5700 Festkörper-Laser
• Antragstellende Institution: Ludwig-Maximilians-Universität München
• Leiter: Professor Dr. Stefan Maier