Femtosekundenlaser für plasma-unterstützte Mikromaterialbearbeitung und Bioprozesstechnologie.

• Fachliche Zuordnung: Medizin
• Förderung: Förderung in 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 442394495

Femtosekundenlaser sind grundlegende Elemente in der modernen Photonik und nichtlinearen Optik. Zu den Anwendungsfeldern gehören die industrielle Messtechnik, die Oberflächenbehandlung, die Spektroskopie, die Mikroskopie und die Medizin. Werden in der industriellen Anwendung aus Kosten- und Platzgründen kompakte Systeme mit einem engen Parameterregime bevorzugt, benötigt man für die Forschung oftmals Systeme mit einem sehr großen Parameterraum. Der beantragte Femtosekundenlaser soll im Forschungsschwerpunkt „Laser- und Plasmatechnologie“ an der Fakultät Naturwissenschaft und Technik der Hochschule für Angewandte Wissenschaft und Kunst Hildesheim, Holzminen, Göttingen eingesetzt werden. Der überwiegende Forschungsanteil ist auf o die Oberflächenmodifikation (u.a. Funktionalisierung, Mikrostrukturierung) von Festkörpern (u.a. Metalle, Polymere, Gläser, biologische Materialien) durch kombinierte Plasmaeinwirkung; o die Anwendung der Femtosekunden-Lasertechnologie in der Bioprozesstechnik und Medizin; ausgerichtet. Mit dem Forschungsgroßgerät wird die HAWK in die Lage versetzt:o Mikromaterialbearbeitung mit hoher Effizienz und Formtreue auch an thermisch sensiblen Substraten;o Wechselwirkungsmechanismen der Femtosekunden-Laserstrahlung in Kombination mit Atmosphärendruckplasma für die Mikromaterialbearbeitung;o Femtosekundenlaser-basierte Diagnose- und Therapieverfahren für die Ophthalmologie;o Femtosekundenlaser-basierte Verfahren für die Genomik/Strukturbiologie; zu erforschen.Der für die Projekte erforderliche Wellenlängenbereich von 210–1030 nm in Verbindung mit hohen Pulsenergien über 50 nJ kann durch einen Faserlaser-gepumpten Optisch Parametrischen Verstärker mit Frequenzvervielfachung realisiert werden. Eine detaillierte Spezifikation für das beantragte Großgerät lässt sich basierend auf Ergebnissen aus „Deutsche Forschungsgemeinschaft“- und „Bundesministerium für Bildung und Forschung“-geförderten Projekten ableiten. Das System fügt sich passgenau in aktuelle und geplante Forschungsprojekte ein. Durch einen modularen Aufbau wird die nachhaltige Verwendung und der Einsatz in weiteren Anwendungsfeldern (z.B. 3-Photonen-Bildgebung, Lebensdauerbestimmung mittels „pump & probe“-Verfahren) durch Integration von Zusatzmodulen sichergestellt.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Femtosekundenlaser für plasma-unterstützte Mikromaterialbearbeitung und Bioprozesstechnologie.
• Gerätegruppe: 5700 Festkörper-Laser
• Antragstellende Institution: Hochschule für angewandte Wissenschaft und Kunst; Hildesheim/Holzminden/Göttingen
• Leiter: Professor Dr. Christoph Russmann