Ultrabreitbandig durchstimmbares Femtosekundenlasersystem

• Fachliche Zuordnung: Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung in 2021
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 459322035

Das beantragte Femtosekundenlasersystem wird als Laserquelle für drei unterschiedliche Arten von Experimente eingesetzt und erweitert damit die experimentellen Möglichkeiten der Arbeitsgruppe deutlich: 1. Für die Materialentwicklung für die dreidimensionale Laserlithographie (polymerbasierte photoempfindliche Materialien, Materialien zum direkten Metalldruck, absorbierende und nicht-lineare Materialien für die Infiltration) als brillante Lichtquelle an einem vorhandenen FTIR Mikroskopspektrometer. Hierfür ist der Fingerprintbereich bis zu 8 µm Wellenlänge mit hoher Brillanz und wenig Rauschen zu charakterisieren. Dies erlaubt die Identifizierung der ablaufenden chemischen Reaktionen.2. Für zeitaufgelöste Pump-Probe-Spektroskopie an ferro- und antiferromagnetischen Materialien, um die Photon-Magnon-Konversionsprozesse in diesen Materialien zu untersuchen. Hierfür sollen sowohl NIR Pump und THz Abfrage Experimente als auch THz Pump und optische Abfrage Experimente durchgeführt werden. Von besonderem Interesse sind hier Untersuchungen, die die Abstrahlung von THz-Strahlung einmal nach einem intensiven NIR Puls im Vergleich zur resonanten Anregung der optischen Phononen ermöglichen. Hierfür muss das Lasersystem Wellenlängen bis 20 µm (15 THz) adressieren können und zudem einen Ausgang mit intensiven Pulsen mit einer Pulsdauer < 50 fs bieten, der die Erzeugung breitbandiger Terahertz-Impulse von 1-40 THz über spintronische Terahertz-Emitter erlaubt.3. Für die ortsaufgelöste Spektroskopie dreidimensionaler photonischer Strukturen, um die Modenverteilung in ungeordneten Proben zu identifizieren und Proben mit topologischen Eigenschaften winkelaufgelöst zu charakterisieren. So sollen aktuell unter anderem Weyl-Punkte in dreidimensionalen photonischen Kristallen spektroskopiert werden, die bei 2-4 µm liegen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Ultrabreitbandig durchstimmbares Femtosekundenlasersystem
• Gerätegruppe: 5700 Festkörper-Laser
• Antragstellende Institution: Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau
• Leiter: Professor Dr. Georg von Freymann