Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Handlicher XUV-Laser macht Teilchenbeschleunigern Konkurrenz

01.11.2016

Physiker der Universität Jena entwickeln leistungsstarken XUV-Laser in Laborgröße

Was passiert im Inneren von Atomen und Molekülen, wenn sie eine chemische Bindung eingehen? Wie sieht es aus, wenn Licht mit optischen Nanomaterialien interagiert? Wollen Forscher chemische Reaktionen in Echtzeit verfolgen oder die Bewegung von Ladungsträgern beobachten, nutzen sie heute intensive Extrem-Ultraviolette (XUV) Strahlung. Doch die stammt nicht aus einer gewöhnlichen Gasentladungslampe.


Physik-Doktorand Robert Klas von der Uni Jena. Er und seine Kollegen stellen in einer aktuellen Publikation einen Versuchsaufbau vor, mit dem sich ultrakurze Röntgenpulse erzeugen lassen.

Foto: Jan-Peter Kasper/FSU

„Für solche Anwendungen braucht es kohärentes, extrem kurz gepulstes XUV-Licht“, betont Prof. Dr. Jens Limpert von der Friedrich-Schiller-Universität Jena. Erzeugt werden solche XUV-Pulse zumeist in riesigen Teilchenbeschleunigern, etwa dem XFEL in Hamburg, dessen 3,4 Kilometer lange unterirdische Anlage gerade erst in Betrieb genommen wurde oder in Ringbeschleunigern, sogenannten Synchrotrons, mit mehreren hundert Metern Durchmesser.

Doch der Zugang für Forscher zu diesen leistungsstarken Großanlagen ist begrenzt und nicht alle wissenschaftlichen Fragestellungen lassen sich damit hinreichend untersuchen, was die Entwicklung von vergleichsweise „handlichen“ Lasersystemen motiviert. In der aktuellen Ausgabe des Fachmagazins „Optica“ stellen Jenaer Physiker einen Versuchsaufbau vor, mit dem sich ultrakurze, intensive XUV-Pulse in praktisch jedem Optik-Labor produzieren lassen (DOI: 10.1364/OPTICA.3.001167).

Diese Publikation zeigt, wie sich XUV-Pulse mit deutlich höherer Effizienz erzeugen lassen, als das bislang mit Systemen dieser Größenordnung möglich war. Dazu werden Laserpulse in einen doppelbrechenden Kristall fokussiert, wobei die Frequenz des ursprünglich infraroten Lichts verdoppelt wird. Das Ergebnis sind Laserpulse im grünen Wellenlängenbereich. Diese werden in einem zweiten Schritt der sogenannten kaskadierten Frequenzkonversion erneut fokussiert, woraus noch höherfrequente Pulse im XUV resultieren.

Auf diese Weise entstehen spektral schmalbandige und kohärente XUV-Pulse mit einer Leistung im Milliwatt-Bereich. Ihre Wellenlänge beträgt nur noch 57 Nanometer. „Übliche Systeme kommen lediglich auf ein Hundertstel dieser Leistung, während unsere Faserlaser basierten Systeme typischerweise ca. 100 µW Durchschnittsleistung liefern – diese neuartige Methode ist nun nochmals eine Größenordnung besser“, betont Doktorand Robert Klas, der die neuartige Quelle gemeinsam mit seinen Kollegen im Labor realisiert hat.

Dank dieser Technik seien die XUV-Quellen nun auch für praktische Anwendungen einsetzbar, welche in der Helmholtz-Nachwuchsgruppe von Dr. Jan Rothhardt verfolgt werden – etwa für neue bildgebende Verfahren um dreidimensionale Strukturen mit einer Auflösung von wenigen 10 Nanometern sichtbar zu machen und so völlig neue Einblicke in die Nanowelt zu ermöglichen.

Original-Publikation:
R. Klas et al. Table-top milliwatt-class extreme ultraviolet high harmonic light source, Optica 3, 1167-1170 (2016), DOI: 10.1364/OPTICA.3.001167

Kontakt:
Prof. Dr. Jens Limpert
Institut für Angewandte Physik der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Albert-Einstein-Straße, 07745 Jena
Tel.: 03641 / 947643, 03641 / 947811
E-Mail: jens.limpert[at]uni-jena.de

Dr. Jan Rothhardt
Helmholtz-Institut Jena
Fröbelstieg 3, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 947818
E-Mail: j.rothhardt[at]gsi.de

Weitere Informationen:

http://www.uni-jena.de

Dr. Ute Schönfelder | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Physik Astronomie:

nachricht Tanz mit dem Feind
12.12.2018 | ESO Science Outreach Network - Haus der Astronomie

nachricht Bose-Einstein-Kondensate können Gravitationswellen derzeit wohl kaum nachweisen
12.12.2018 | Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf

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: Quantenkryptographie ist bereit für das Netz

Wiener Quantenforscher der ÖAW realisierten in Zusammenarbeit mit dem AIT erstmals ein quantenphysikalisch verschlüsseltes Netzwerk zwischen vier aktiven Teilnehmern. Diesen wissenschaftlichen Durchbruch würdigt das Fachjournal „Nature“ nun mit einer Cover-Story.

Alice und Bob bekommen Gesellschaft: Bisher fand quantenkryptographisch verschlüsselte Kommunikation primär zwischen zwei aktiven Teilnehmern, zumeist Alice...

Im Focus: An energy-efficient way to stay warm: Sew high-tech heating patches to your clothes

Personal patches could reduce energy waste in buildings, Rutgers-led study says

What if, instead of turning up the thermostat, you could warm up with high-tech, flexible patches sewn into your clothes - while significantly reducing your...

Im Focus: Tödliche Kombination: Medikamenten-Cocktail dreht Krebszellen den Saft ab

Zusammen mit einem Blutdrucksenker hemmt ein häufig verwendetes Diabetes-Medikament gezielt das Krebswachstum – dies haben Forschende am Biozentrum der Universität Basel vor zwei Jahren entdeckt. In einer Folgestudie, die kürzlich in «Cell Reports» veröffentlicht wurde, berichten die Wissenschaftler nun, dass dieser Medikamenten-Cocktail die Energieversorgung von Krebszellen kappt und sie dadurch abtötet.

Das oft verschriebene Diabetes-Medikament Metformin senkt nicht nur den Blutzuckerspiegel, sondern hat auch eine krebshemmende Wirkung. Jedoch ist die gängige...

Im Focus: Lethal combination: Drug cocktail turns off the juice to cancer cells

A widely used diabetes medication combined with an antihypertensive drug specifically inhibits tumor growth – this was discovered by researchers from the University of Basel’s Biozentrum two years ago. In a follow-up study, recently published in “Cell Reports”, the scientists report that this drug cocktail induces cancer cell death by switching off their energy supply.

The widely used anti-diabetes drug metformin not only reduces blood sugar but also has an anti-cancer effect. However, the metformin dose commonly used in the...

Im Focus: New Foldable Drone Flies through Narrow Holes in Rescue Missions

A research team from the University of Zurich has developed a new drone that can retract its propeller arms in flight and make itself small to fit through narrow gaps and holes. This is particularly useful when searching for victims of natural disasters.

Inspecting a damaged building after an earthquake or during a fire is exactly the kind of job that human rescuers would like drones to do for them. A flying...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Konferenz zu Usability und künstlicher Intelligenz an der Universität Mannheim

13.12.2018 | Veranstaltungen

Show Time für digitale Medizin-Innovationen

13.12.2018 | Veranstaltungen

ICTM Conference 2019 in Aachen: Digitalisierung als Zukunftstrend für den Turbomaschinenbau

12.12.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Forschungsprojekt FastCharge: Ultra-Schnellladetechnologie bereit für die Elektrofahrzeuge der Zukunft

13.12.2018 | Energie und Elektrotechnik

GFOS-Innovationsaward 2019: Anmeldung ab sofort möglich

13.12.2018 | Förderungen Preise

Quantenkryptographie ist bereit für das Netz

13.12.2018 | Informationstechnologie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics