Zeitaufgelöste Licht-Materie Wechselwirkung

• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 533304087

Advanced Materials and Manufacturing sowie Photonics sind die beiden zentralen Forschungsschwerpunkte der Hochschule Aalen (HSAA), eine der forschungsstärksten Hochschulen für angewandte Wissenschaften in Deutschland. Tragende Säulen des Schwerpunktes Photonics sind das Zentrum für Optische Technologien (ZOT) sowie das LaserApplikationsZentrum (LAZ). Mit der hier beantragten Investition soll gemeinsam ein grundlegendes Verständnis der zeitaufgelösten Licht-Material-Wechselwirkung erarbeitet und der Forschungsschwerpunkt Photonics durch erkenntnisorientierte Forschungsaktivitäten strategisch erweitert und nachhaltig gestärkt werden. Der Schwerpunkt Photonics adressiert die Erzeugung und Charakterisierung sowie die Manipulation und Anwendung von Licht. Das übergeordnete Ziel ist dabei die Entwicklung neuer optischer Technologien. Hinsichtlich der Weiterentwicklung des Schwerpunktes Photonics ist es zwingend erforderlich, die bisherigen Aktivitäten auch auf zeitaufgelöste Untersuchungen auszuweiten. Die Möglichkeit, Lichteigenschaften wie Wellenlänge oder Pulsdauer wählen oder einstellen zu können, eröffnet neue wissenschaftliche Fragestellungen sowohl hinsichtlich der Bearbeitung als der auch Beobachtung verschiedener Prozesse. Die hierfür erforderliche Infrastruktur ist aktuell an der HSAA nicht vorhanden. Im Projekt TIME soll ein Multifarben-Ultrakurzpuls-Lasersystem an der HSAA etabliert werden, das basierend auf einem leistungsstarken Basislaser verschiedene zueinander optisch synchrone Pulse bereitstellt. Somit ermöglicht Pump-Probe Experimente, mit denen schnelle Prozesse im sub-Pikosekunden Bereiche studiert werden können. Die Möglichkeit der großen Auswahl an spektral unterschiedlichen Laserpulsen ist besonders deshalb von Vorteil, da verschiedene fundamentale Prozesse spezifische Wellenlängenabhängigkeiten haben. Das System ist somit für eine Vielfallt von Anwendungsfelder der HSAA nutzbar. Unter Nutzung des hier beantragten Systems sollen grundlegende Fragestellungen gezielt untersucht werden, wie z.B. die wellenlängenabhängige Multi-Photonen-Absorption ultrakurzer Laserpulse in Gläsern; die zeitaufgelöste und zerstörungsfreie Analyse von Mikrorissausbildungen an Oberflächen von Optikkomponenten aufgrund von Spannungen; und die zeitaufgelöste Wellenlängen- und Pulsdauer-abhängige Aushärtung von Acrylaten bei der Zwei-Photonen-Polymerisation. Darüber hinaus sollen mit der Investition Vorarbeiten für mehrere neue Projekte zu grundlagenorientierten Themen ermöglicht werden, wie z.B. der Volumen-Lasermodifikation in Halbleitermaterialien oder zeitaufgelöste Untersuchungen von Ultraschallfeldern in Metafluiden.

• DFG-Verfahren: Großgeräteinitiative
• Großgeräte: Multiwellenlängen UKP Lasersystem
• Gerätegruppe: 5700 Festkörper-Laser
• Antragstellende Institution: Hochschule Aalen - Technik und Wirtschaft
• Leiterin: Dr. Anne Harth