Femtosekundenlaser-Workstation

• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung in 2025
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 556196547

Beantragt wird eine Femtosekundenlaser-Workstation zur Mikro- und Nanostrukturierung optischer Elemente, bestehend aus einem leistungsfähigen Femtosekundenlaser-System, sowie weitere Komponenten wie hochpräzise Nanopositionierer, fokussierende Objektive, Messtechnik für Einzelphotonenemitter, optischer Tisch zur Schwingungsisolation und weiteren Peripheriegeräten. Die Femtosekundenlaser-Workstation soll zusammen mit einem parallel beantragten Nanolithographie-System, das zum direkten Drucken von Mikro- und Nanooptiken dient, in einem geeigneten Reinraum an der Technischen Hochschule Nürnberg betrieben werden. Schwerpunkt der damit geplanten Forschungsarbeiten sind Erzeugung und Prozesstechnik für optische Mikro- und Nanostrukturen für Systeme der optischen Quantentechnologien. Diese sind Enabling Technologies, um Ergebnisse der grundlagenorientierten Quantenforschung in zukünftige industrielle Anwendungen und Systeme zu überführen. Im Rahmen des Programms zur Stärkung der interdisziplinären Lehr- und Forschungskapazitäten auf dem Gebiet der Quantenwissenschaften und Quantentechnologien wurde an der TH Nürnberg eine neue Forschungsprofessur eingerichtet, die Prof. Andreas Stute als einer der Hauptnutzer der beantragten Geräte innehat. Weitere Hauptnutzer der beantragten Geräte sowie Forschende im Projekt „Optische Quantentechnologien“ sind Prof. Bernd Braun und Prof. Rainer Engelbrecht mit Ihren jeweiligen Arbeitsgruppen und Instituten. Die beantragten Geräte stehen auch weiteren Forschern an der TH Nürnberg zur Verfügung. Schwerpunkt der Forschungsarbeiten von Prof. Engelbrecht sind mittels fs-Laser geschriebene Brechzahlmodifikationen im Volumen transparenter Materialien, wie Faser-Bragg-Gitter für Faserlaser bei fast beliebigen Wellenlängen zur Adressierung optischer Quantenzustände in Ionen. Die Arbeitsgruppe von Prof. Bernd Braun widmet sich der Femtosekundenlaserbearbeitung von Diamant und Siliziumkarbid. Diese erstreckt sich von der Mikromaterialbearbeitung der Oberfläche z.B. in Form von SIL-Linsen über das fs-Schreiben von im Material eingebetteten (Steg-)Wellenleitern. Die Arbeitsgruppe von Prof. Stute untersucht die deterministische Erzeugung von Spin-Qubits wie Farbzentren in Diamant und Siliziumcarbid und Fehlstellen in III-V Halbleitern mittels eines Femtosekundenlasers in Kombination mit auf den Kristall aufgedruckten Mikrooptiken. Durch diese Großgeräte werden die Forschungsaktivitäten der TH Nürnberg nachhaltig und mit der Hochschulleitung strategisch abgestimmt gestärkt, Kooperationen über Fakultätsgrenzen hinaus gefördert und durch zukünftige Forschungsprojekte zusammen mit Industriepartnern technologische Innovation gefördert.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Femtosekundenlaser-Workstation
• Gerätegruppe: 5700 Festkörper-Laser
• Antragstellende Institution: Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm
• Leiter: Professor Dr.-Ing. Rainer Engelbrecht