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Nachwuchsphysiker der Universität Jena kann Versuchsaufbauten in Osaka nutzen
Sören Richter von der Friedrich-Schiller-Universität Jena wird sich vom 15. Oktober bis 14. Dezember 2012 in Osaka, Japan, aufhalten. Der Doktorand am Institut für Angewandte Physik kann dank eines Stipendiums an der dortigen „Graduate School of Engineering“ arbeiten und Versuchsaufbauten für seine Promotion nutzen.
Im Januar dieses Jahres nahm Richter, der auch Stipendiat der Hans L. Merkle Stiftung ist, an der weltgrößten Photonik-Konferenz (Photonics West) in San Francisco teil und wurde auf die Forschungsarbeiten von Prof. Kazuyoshi Itoh aufmerksam. Ebenso wie der Jenaer Physiker beschäftigt sich die Forschergruppe in Osaka mit der Temperaturverteilung in Glas, wenn ultrakurze Laserpulse eingetragen werden. Ein Kontakt wurde schnell hergestellt und über den Deutschen Akademischen Austauschdienst (DAAD) eine Finanzierung durch die Japan Society of Promotion of Science (JSPS) realisiert.
„Auf Grund seiner hervorragenden mechanischen, chemischen und optischen Eigenschaften stellt Glas einen außergewöhnlichen Werkstoff dar“, erläutert Sören Richter, der voller Vorfreude dem Aufenthalt in Japan entgegenfiebert. Die Bearbeitung und Modifikation von Glas mit ultrakurzen Laserpulsen ist dabei ein vielschichtiges und breites Forschungsfeld. Die Art der Modifikation hängt sowohl von den verwendeten Laserparametern als auch vom verwendeten Glas ab. „Ultrakurze Pulse führen bei der Wechselwirkung mit Materie zu extremen Nichtgleichgewichtszuständen und bieten somit ein hohes Potenzial für Grundlagenforschung und Anwendungen“, so der Nachwuchsphysiker weiter. „Die dabei auftretenden hohen Leistungsdichten können in transparenten Materialien permanente, lokale Modifikationen hervorrufen, wobei die ablaufenden Mechanismen bis heute nicht vollständig verstanden sind.“
Genau darum geht es dem Doktoranden bei seiner Promotionsarbeit – um grundlegende Erkenntnisse über die Wechselwirkungen ultrakurzer Laserpulse mit transparenten Materialien bei hohen Repetitionsraten sowie der Prozesse und Parametereinflüsse sowohl beim Laserschweißen als auch bei der Entstehung von Nanogittern.
Dazu kann Sören Richter auf einen aufwendigen Versuchsaufbau am Institut in Osaka zurückgreifen, mit dem laserinduzierte Temperaturen im modifizierten Volumen orts- und zeitaufgelöst messbar sind. Allerdings wurde damit bisher nur die Temperaturverteilung nach Einzelpulsanregung analysiert, so dass der Jenaer Nachwuchswissenschaftler der Abbe School of Photonics (ASP) den Aufbau so modifizieren wird, dass man die Wärmeakkumulation von mehreren tausend ultrakurzen Laserpulsen messen kann.
„Die hierbei zu erwartenden Messergebnisse werden neue Einsichten in den Wechselwirkungsprozess von ultrakurzen Laserpulsen mit transparenten Materialien liefern. Denn noch gibt es keine verlässlichen Informationen, welche Temperaturen wirklich im Laserfokus durch Wärmeakkumulation erreicht werden“, erläutert Richters Doktorvater Prof. Dr. Andreas Tünnermann. Für das Design zukünftiger optischer Bauelemente ist dies grundlegend: Denn wenn die genaue Temperaturverteilung bekannt ist, so lassen sich nicht nur die induzierten Spannungen berechnen, sondern auch weitere Effekte erklären, z. B. die periodische Bildung von Leerstellen oder die Möglichkeit der Bildung von Nanogittern.
Kontakt:
Prof. Dr. Andreas Tünnermann
Institut für Angewandte Physik der Friedrich-Schiller-Universität Jena
Max-Wien-Platz 1, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 947800
E-Mail: andreas.tuennermann[at]uni-jena.de
Der Jenaer Nachwuchsphysiker Sören Richter wird nun spezielle Versuchsaufbauten in Japan für seine F ...
Foto: Jan-Peter Kasper/FSU
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