Femto- und Pikosekundenlaser mit hoher mittlerer Leistung

MBI auf der Lasermesse 2001 in München

Das Max-Born-Institut für Nichtlineare Optik und Kurzzeitspektroskopie (MBI), Berlin-Adlershof, präsentiert bei der Laser Messe 2001 in München (18.-22. 06. 2001) neueste Forschungsergebnisse auf dem gemeinsamen Stand des Landes Berlin. Schwerpunkt der vom MBI dargestellten Innovationen sind neue Entwicklungen bei der Femtosekundenlasertechnik.

In den letzten Jahren hat eine Vielzahl wissenschaftlicher Untersuchungen gezeigt, dass Femtosekunden- und Pikosekundenlaserimpulse wesentliche Vorteile im Vergleich zu „Langpulslaserquellen“ in sehr unterschiedlichen Anwendungsgebieten aufweisen. Erwähnt seien nur Medizin, Mikro-Fertigungstechnik sowie die Konversion in den Extremen Ultraviolett (EUV)- bzw. den Röntgenbereich. Der schnelle Energieeintrag durch Femtosekundenimpulse ermöglicht beispielsweise extrem sauberes und präzises Bearbeiten unterschiedlichster Materialien wie Keramiken, Gläser, Metalle oder biologische Stoffe. Die rasante Entwicklung der Kurzpulslasertechnik in den letzten Jahren, die wesentlich durch Arbeiten des MBI mitgeprägt wurde, öffnet auch den Weg zu Anwendungen mit sehr hoher Intensität bei hohen Folgefrequenzen. So konnten Forscher des MBI erstmalig die Erzeugung von hoch repetierenden Kurzpulsröntgenquellen im Bereich von 3- 12 keV mit Hilfe Femtosekundenlaser induzierter Plasmen demonstrieren.

Die Zahl der industriellen Anwendungen dieser neuen Laserquellen ist wesentlich durch die Erhöhung der mittleren Leistung und eine deutliche Verbesserung des Wirkungsgrades bei der Wandlung von elektrischer Energie in die am Bearbeitungsort zur Verfügung stehende Laserintensität bestimmt. Deswegen hat das MBI in den letzten Jahren konsequent den Weg der Erhöhung der mittleren Leistung von Kurzpulslasern bei gleichzeitiger Erhöhung der Kompaktheit, Puls-zu-Puls-Stabilität, Synchronisierbarkeit und Verbesserung der Energieeffizienz verfolgt. Parallel hierzu hat das MBI systematisch die Erforschung der physikalischen Grundlagen für die Materialbearbeitung mit Femtosekundenlasern vorangetrieben und entwickelt neue Verfahren zur Verbesserung der Bearbeitungsqualität. Die Arbeiten zu diesen Themen sind Gegenstand der Präsentation des MBI auf der Laser Messe 2001.

Unter anderem stellt das MBI vor:
– ein gemeinsam mit der Friedrich-Schiller-Universität (FSU) Jena entwickeltes diodengepumptes fs-Hochleistungs-Faserlasersystem mit Ausgangsleistungen über 20W
– einen hochstabilen, synchronisierbaren ps – Burstlaser mit bis zu 5 kW mittlerer Leistung und bis zu 1 MHz Folgefrequenz im Burst (20 W/ >10 kHz integral)
– Verfahren zur Erhöhung der Folgefrequenzen bei Femtosekunden-Laserverstärkern unter Beibehaltung von hohen Spitzenleistungen und sub-50 fs Pulsbreite.
Neuartige Anwendungen dieser innovativen Laserkonzepte dokumentieren unter anderem die am MBI durchgeführten Arbeiten zur Röntgenkonversion in den EUV und keV Bereich bei sehr hohen Folgefrequenzen bzw. die Bestrahlung von Photokathoden für Teilchenbeschleuniger und Freie Elektronenlaser.
Das BMBF fördert die MBI-Arbeiten zur Röntgenkonversion mit fs-Lasern im Rahmen eines Forscherverbundes mit der FSU Jena, dem Fraunhofer Institut für Lasertechnik Aachen (ILT), der Universität Münster mit einem Gesamtvolumen von über 7 Mio. DM. Die Arbeiten zur EUV-Erzeugung für die Halbleiter-Lithographie werden im Rahmen des nationalen EUV-Quellenkonsortiums durchgeführt und vom BMBF sowie von der Industrie gefördert.

Kontakte: Dr. G. Korn, Prof. Dr. I.V. Hertel, Prof. T. Elsässer, Prof. Dr. W. Sandner
Tel.: und Fax 4930 6392-1277;-1289; E-Mail: korn@mbi-berlin.de