Femtosekundenlaser-Anlage

• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung in 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 496567232

Ein multidisziplinäres Konsortium beantragt gemeinsam eine Laseranlage, in deren Zentrum ein Femtosekunden-Lasersystem steht. Drei Strahllinien bedienen Experimente der Physik, der Chemie und des Ingenieurswesens. Das System ist so ausgewählt, dass es äußerst flexibel an die unterschiedlichen Anforderungen angepasst werden kann. Mittlerweile ist die Lasertechnologie soweit fortgeschritten, dass es Systeme am Markt gibt, die im Betrieb zuverlässig auch von Nicht-Experten bedient werden können. Das angepeilte Lasersystem ist variabel in der Pulswiederholrate und in der Pulsenergie; darüber hinaus ermöglicht es den Betrieb im Burst-Modus. Die Anlage soll in einer extra für diese Experimente in Vorbereitung befindliche Halle aufgebaut werden. Sie ist ausgestattet mit dem Laser plus verschiedenen Diagnosegeräten für den Laserstrahl. Daran schließen sich Strahlstabilisierung und transversale Strahlformung an. Damit sollen dann drei Experimente alternativ bedient werden. Die verschiedenen Kapitel zur Forschung spiegeln die Breite der heutigen Anwendungsbereiche der Femtosekundentechnologie wider. Während in der Vergangenheit für jeden Anwendungsbereich ein eigenes Lasersystem erforderlich war, stehen heute hochflexible Systeme zur Verfügung, die sich problemlos an sehr unterschiedliche Anwendungsfälle anpassen lassen. Konkret ist die Anlage für folgende Zwecke bestimmt:* Angewandte Physik und Ingenieurwesen: Multimodale Femtosekunden-Mikro-Materialbearbeitung: Kombination von subtraktiver und additiver Fertigung sowie von Oberflächen- und Abtragstechniken sowie Indexmodifikationen/Wellenleiterschreiben. Die Präzisionsstation für die Mikro-Materialbearbeitung ist bereits vorhanden, sie wird auf eine der Beamlines transferiert und dort mit zusätzlicher Messtechnik ergänzt. Ziel dieses Forschungsastes ist die Darstellung von 3D-Wellenleitern in Polymeren und Glas mit Anwendungen z.B. als quantenoptisches Netzwerk.* Femtochemie: THz-Pump-Abfrage-Spektroskopie an 2D-Halbleiter-Nanostrukturen. Dafür wird eine existierende THz-Erzeugerstufe an das System gesetzt. Unter-sucht werden u.a. neuartige Einzelphotonenquellen auf Basis von Nanoplatelets.* Grundlagenphysik: Starkfeldphysik, Erzeugung hoher Harmonischer und von Röntgenstrahlung. Dazu werden existieren Vakuum-Apparaturen und Spektrometer in die neue Halle transferiert. Untersucht wird die Plasmadynamik in Filamenten sowie die Erzeugung von weicher Röntgenstrahlung via Laserplasmen aus Nanopartikeln.Die Anlage ist für einen Betrieb von 10 Jahren angelegt und so flexibel geplant, dass sie problemlos an aktuelle Entwicklungen und neue experimentelle Anforderungen angepasst werden kann.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Femtosekundenlaser-Anlage
• Gerätegruppe: 5700 Festkörper-Laser
• Antragstellende Institution: Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover
• Leiter: Professor Dr. Uwe Morgner