Mit kurzen Wellen durch das Wasserfenster

Dr. Slawomir Skruszewicz (r.) und Doktorand Johann Jakob Abel von der Uni Jena diskutieren im Labor, wie die neue Strahlungsquelle in der Optischen Kohärenztomografie eingesetzt werden kann. Foto: Jan-Peter Kasper/FSU

In der Augenheilkunde ist sie bereits seit langem ein Klassiker, lässt sich doch durch sie einfach und sicher die Netzhaut durchdringen und dreidimensional darstellen: die Optische Kohärenztomografie. Doch was beim Auge funktioniert, wollen Physiker der Friedrich-Schiller-Universität Jena auch für andere Anwendungsgebiete in der Mikroskopie weiterentwickeln.

Gemeinsam mit Kollegen aus Warschau starten sie dafür im Januar 2018 ein Forschungsprojekt. Ein Programm, durch das die Deutsche Forschungsgemeinschaft und das National Science Center in Polen solche Kooperationen unterstützt, fördert das Vorhaben in den kommenden drei Jahren mit einer knappen halben Million Euro.

„Dank einer hier in Jena entwickelten Methode können wir die optische Kohärenztomografie mit extrem ultravioletter, breitbandiger Strahlung, auch XUV-Strahlung genannt, bereits im Labor durchführen und sind so unabhängig von Großgeräten, wie etwa Teilchenbeschleunigern“, erklärt Dr. Christian Rödel, der das Projekt gemeinsam mit seinem Jenaer Kollegen Dr. Slawomir Skruszewicz koordiniert.

„Damit gelingt es uns beispielsweise, Halbleiter zu durchleuchten, Materialübergänge genauer zu untersuchen und Nanostrukturen aufzulösen.“ Bisher seien die Forscher dabei allerdings auf Siliziumchips beschränkt. Um die Methode auch für andere Materialien nutzbar zu machen, benötigen die Wissenschaftler noch kurzwelligeres Licht, das näher am Röntgenbereich liegt.

„Strahlungsquellen, die das ermöglichen, wollen wir mit den polnischen Kollegen nun entwickeln, denn sie sind ausgewiesene Experten auf dem Gebiet“, sagt Slawomir Skruszewicz.

Gas emittiert Strahlung

Elementarer Bestandteil sei dabei ein Target, also ein Festkörper oder Gas, auf dem ein Laserstrahl trifft und ihn zur kurzwelligen XUV-Strahlung umwandelt. „Das Licht beschleunigt die Elektronen im Gas und diese emittieren dann die von uns benötigte Strahlung“, erklärt Skruszewicz. „Im Idealfall erhalten wir dabei eine breitbandige Linienstrahlung, die sehr aussagekräftige Spektren produziert.“

Erste Erfolge konnten die polnischen Physiker bereits mit Xenon verbuchen. Das Edelgas wurde dabei gekühlt und das Licht durch die dabei entstandenen Tropfen gelenkt. In weiteren Versuchen wollen die Forscher den Laser etwa durch einen Strahl flüssigen Xenons lenken und so eventuell die gewünschte Strahlung erhalten.

Mit den zu entwickelnden Lichtquellen wollen die Jenaer Wissenschaftler auch so kurzwellige Strahlung erzeugen, dass sie im Bereich des sogenannten Wasserfensters liegen. Dabei handelt es sich um einen genau definierten Spektralbereich, der eine relativ hohe Eindringtiefe in Wasser garantiert und bei dem andere Elemente, wie etwa Kohlen- und Sauerstoff, das Licht stärker absorbieren.

„Das würde uns die Abbildung biologischer Proben erlauben – die Optische Kohärenztomografie könnte somit auch in den Lebenswissenschaften zum Einsatz kommen“, informiert Christian Rödel über ein wichtiges Ziel des Projektes.

Kontakt:
Dr. Slawomir Skruszewicz, Dr. Christian Rödel, Prof. Dr. Gerhard G. Paulus
Institut für Optik und Quantenelektronik der Universität Jena
Max-Wien-Platz 1, 07743 Jena
Tel.: 03641/947208, 03641/947200
E-Mail: slawomir.skruszewicz[at]uni-jena.de, christian.roedel[at]uni-jena.de, gerhard.paulus[at]uni-jena.de

http://www.uni-jena.de

Media Contact

Sebastian Hollstein idw - Informationsdienst Wissenschaft

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Physik Astronomie

Von grundlegenden Gesetzen der Natur, ihre elementaren Bausteine und deren Wechselwirkungen, den Eigenschaften und dem Verhalten von Materie über Felder in Raum und Zeit bis hin zur Struktur von Raum und Zeit selbst.

Der innovations report bietet Ihnen hierzu interessante Berichte und Artikel, unter anderem zu den Teilbereichen: Astrophysik, Lasertechnologie, Kernphysik, Quantenphysik, Nanotechnologie, Teilchenphysik, Festkörperphysik, Mars, Venus, und Hubble.

Zurück zur Startseite

Kommentare (0)

Schreiben Sie einen Kommentar

Neueste Beiträge

Hochleistungs-Metalloptiken mit Lothar-Späth-Award 2021 ausgezeichnet

Fraunhofer IOF und HENSOLDT Optronics entwickeln optisches Teleskop zur Erforschung des Jupitermondes Ganymed. Forscher des Fraunhofer-Institut für Angewandte Optik und Feinmechanik IOF sind gemeinsam mit ihrem Partner für die Entwicklung…

Chemiker designen „molekulares Flaggenmeer“

Forschende der Universität Bonn haben eine molekulare Struktur entwickelt, die Graphit-Oberflächen mit einem Meer winziger beflaggter „Fahnenstangen“ bedecken kann. Die Eigenschaften dieser Beschichtung lassen sich vielfältig variieren. Möglicherweise lassen sich…

Der nächste Schritt auf dem Weg zur Batterie der Zukunft

Kompetenzcluster für Festkörperbatterien „FestBatt“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung geht in die zweite Förderphase – Koordination durch Prof. Dr. Jürgen Janek vom Gießener Zentrum für Materialforschung – Rund 23…

Partner & Förderer