Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Getreten und geschüttelt: Maßgeschneiderte ultrakurze Lichtpulse für ultrakleine Löcher

14.02.2008
Kasseler Nanowissenschaftlern ist es nun gelungen, mittels maßgeschneiderten Laserpulsen winzigste Löcher in hartes durchsichtiges Material zu bohren.

Ultrakurze Laserpulse haben sich zu einem einzigartigen Werkzeug für die Laserbearbeitung von Materialien entwickelt.

Dabei reichen die Anwendungsgebiete von der Nanozellchirurgie bis hin zur Mikro- und Nanomaterialbearbeitung extrem harter Materialien. Kasseler Nanowissenschaftlern ist es nun gelungen, mittels maßgeschneiderten Laserpulsen winzigste Löcher in hartes durchsichtiges Material zu bohren. Dabei haben sie die traditionellen Gesetze der Optik überlistet und in Quarz sowie Saphir Löcher erzeugt mit der unglaublichen "Größe" von einem zehntel der mikroskopischen Auflösung.

Die Laserbearbeitung durchsichtiger Materialien beruht auf einer kurzfristigen Metallisierung des Materials, das anschließend explodiert. Diese Metallisierung, das heißt das Schaffen so genannter freier Elektronen, kann auf zwei verschiedenen Wegen erreicht werden: Entweder werden die Elektronen mit einem kurzen aber kräftigen Tritt freigesetzt oder sie werden so lange geschüttelt, bis sie mit anderen Elektronen eine Lawine auslösen. Diesen Trick mit dem "Tritt und dem Schütteln" haben die Kasseler Physiker dem Lichtpuls beigebracht. Könnte man dieses Licht hörbar machen, würde man ein kurzes intensives Knacken gefolgt von einem längeren Rauschen hören.

Die Physiker um Prof. Dr. Thomas Baumert und PD Dr. Matthias Wollenhaupt haben nun herausgefunden, dass zur Locherzeugung weniger Energie gebraucht wird, wenn die Elektronen zuerst "getreten" und dann "geschüttelt" werden als in umgekehrter Reihenfolge. Dieses Verhalten konnten sie mit Hilfe eines theoretischen Modells bestätigen, das von Frau Dr. Bärbel Rethfeld (Universität Kaiserslautern) entwickelt wurde.

Die Überraschung kam, als die Forscher ihre Löcher genauer anschauten: Die Löcher waren wesentlich kleiner als bisher von Lasern erzeugte Löcher, die nur durch "Treten" oder nur durch "Schütteln" der Elektronen entstehen. Zudem wurde die für mögliche Anwendungen wichtige Eigenschaft beobachtet, dass die Lochentstehung sich sehr tolerant in Bezug auf die angebotene Laserenergie verhält.

Die Physiker haben ihre Arbeit in der renommierten Zeitschrift "OPTICS EXPRESS" veröffentlicht: L. Englert, B. Rethfeld, L. Haag, M. Wollenhaupt, C. Sarpe-Tudoran and T. Baumert
"Control of ionization processes in high band gap materials via tailored femtosecond pulses"

OPTICS EXPRESS, 2007, Vol. 15, No. 26, 17855

Info
Universität Kassel
Prof. Dr. Frank Träger
Center for Interdisciplinary Nanostructure Science and Technology (CINSaT)
tel: (0561) 804 4500
fax (0561) 804 4518
e-mail: traeger@physik.uni-kassel.de

Ingrid Hildebrand | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-kassel.de

Weitere Berichte zu: Laserpuls Lichtpuls Nanowissenschaftler

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Heiß & kalt – Gegensätze ziehen sich an
25.04.2017 | Universität Wien

nachricht Astronomen-Team findet Himmelskörper mit „Schmauchspuren“
25.04.2017 | Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Weltweit einzigartiger Windkanal im Leipziger Wolkenlabor hat Betrieb aufgenommen

Am Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) ist am Dienstag eine weltweit einzigartige Anlage in Betrieb genommen worden, mit der die Einflüsse von Turbulenzen auf Wolkenprozesse unter präzise einstellbaren Versuchsbedingungen untersucht werden können. Der neue Windkanal ist Teil des Leipziger Wolkenlabors, in dem seit 2006 verschiedenste Wolkenprozesse simuliert werden. Unter Laborbedingungen wurden z.B. das Entstehen und Gefrieren von Wolken nachgestellt. Wie stark Luftverwirbelungen diese Prozesse beeinflussen, konnte bisher noch nicht untersucht werden. Deshalb entstand in den letzten Jahren eine ergänzende Anlage für rund eine Million Euro.

Die von dieser Anlage zu erwarteten neuen Erkenntnisse sind wichtig für das Verständnis von Wetter und Klima, wie etwa die Bildung von Niederschlag und die...

Im Focus: Nanoskopie auf dem Chip: Mikroskopie in HD-Qualität

Neue Erfindung der Universitäten Bielefeld und Tromsø (Norwegen)

Physiker der Universität Bielefeld und der norwegischen Universität Tromsø haben einen Chip entwickelt, der super-auflösende Lichtmikroskopie, auch...

Im Focus: Löschbare Tinte für den 3-D-Druck

Im 3-D-Druckverfahren durch Direktes Laserschreiben können Mikrometer-große Strukturen mit genau definierten Eigenschaften geschrieben werden. Forscher des Karlsruher Institus für Technologie (KIT) haben ein Verfahren entwickelt, durch das sich die 3-D-Tinte für die Drucker wieder ‚wegwischen‘ lässt. Die bis zu hundert Nanometer kleinen Strukturen lassen sich dadurch wiederholt auflösen und neu schreiben - ein Nanometer entspricht einem millionstel Millimeter. Die Entwicklung eröffnet der 3-D-Fertigungstechnik vielfältige neue Anwendungen, zum Beispiel in der Biologie oder Materialentwicklung.

Beim Direkten Laserschreiben erzeugt ein computergesteuerter, fokussierter Laserstrahl in einem Fotolack wie ein Stift die Struktur. „Eine Tinte zu entwickeln,...

Im Focus: Leichtbau serientauglich machen

Immer mehr Autobauer setzen auf Karosserieteile aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK). Dennoch müssen Fertigungs- und Reparaturkosten weiter gesenkt werden, um CFK kostengünstig nutzbar zu machen. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) hat daher zusammen mit der Volkswagen AG und fünf weiteren Partnern im Projekt HolQueSt 3D Laserprozesse zum automatisierten Besäumen, Bohren und Reparieren von dreidimensionalen Bauteilen entwickelt.

Automatisiert ablaufende Bearbeitungsprozesse sind die Grundlage, um CFK-Bauteile endgültig in die Serienproduktion zu bringen. Ausgerichtet an einem...

Im Focus: Making lightweight construction suitable for series production

More and more automobile companies are focusing on body parts made of carbon fiber reinforced plastics (CFRP). However, manufacturing and repair costs must be further reduced in order to make CFRP more economical in use. Together with the Volkswagen AG and five other partners in the project HolQueSt 3D, the Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) has developed laser processes for the automatic trimming, drilling and repair of three-dimensional components.

Automated manufacturing processes are the basis for ultimately establishing the series production of CFRP components. In the project HolQueSt 3D, the LZH has...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

123. Internistenkongress: Wie digitale Technik die Patientenversorgung verändert

26.04.2017 | Veranstaltungen

„Microbiology and Infection“ - deutschlandweit größte Fachkonferenz in Würzburg

25.04.2017 | Veranstaltungen

Berührungslose Schichtdickenmessung in der Qualitätskontrolle

25.04.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

123. Internistenkongress: Wie digitale Technik die Patientenversorgung verändert

26.04.2017 | Veranstaltungsnachrichten

„Microbiology and Infection“ - deutschlandweit größte Fachkonferenz in Würzburg

25.04.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Auf dem Weg zur lückenlosen Qualitätsüberwachung in der gesamten Lieferkette

25.04.2017 | Verkehr Logistik