Das Großgerät – bestehend aus einem Ultrakurzpulslaser, einer Frequenzkonversionseinheit, einer Positionieranlage und opto- elektronischen Komponenten – ergänzt das Portfolio der vorhandenen Laserstrahlquellen des LHM zum einen durch seine ultrakurze Pulsdauer < 35 fs und zum anderen durch die große Pulsenergie von bis zu 7 mJ.
Würde man diese Strahlung auf einen sehr kleinen Punkt fokussieren, z.B. ein µm³, könnte man im Prinzip die Temperatur im Innersten der Sonne von mehreren Millionen Kelvin simulieren. In Mittweida wird das Gerät anders eingesetzt, wobei eine Frequenzkonversionseinheit, genannt Optisch Parametrischer Verstärker (OPA), den Forschern erlauben wird, kohärente ultrakurz gepulste Laserstrahlung in einem enormen Spektralbereich vom tiefen UV (240 nm) bis zum mittleren Infrarot (ca. 10 µm) zu generieren.
Ziel der Forschungen ist es, mittels einer geschickten Formung dieser breitbandigen Laserstrahlung – genannt smarte Laserstrahlung – die Reaktions-Dynamik organischer Moleküle gerichtet ablaufen zu lassen. Prof. Ahmed Zewail wurde 1999 für diese Disziplin, der sogenannten Femto-Chemie, der Nobelpreis in Chemie verliehen.
Ein erster Meilenstein der Forschung mit diesem Großgerät wird sein, organische Verbindungen zu verdampfen, so dass sowohl die Eigenschaften des zurückgebliebenen organischen Materials als auch die des wiedererstarrten organischen Materials unverändert bleiben. Dieses gewonnene Verständnis soll weiter in Zusammenarbeit mit der Fachgruppe Biotechnologie & Chemie der Hochschule Mittweida im Bereich Life-Science umgesetzt werden.
Die Forschungsgruppen um Prof. Alexander Horn und Prof. Steffen Weißmantel werden mit diesem Großgerät die Technologie mit smarter Laserstrahlung umsetzen, wodurch neue Verfahren zum Mikrostrukturieren von Komponenten der organischen Elektronik (OE), z.B. OLED, und ebenso neue Verfahren zum Abscheiden von organischen Verbindungen der OE definiert werden.
Die organische Elektronik (OE) ist eine junge Technologie, die oft mit Begriffen, wie „umweltfreundlich“ und „ressourcenschonend“ in Verbindung gebracht wird. Tatsächlich ist das Potential der OE gewaltig, sodass zum Beispiel schon heute flexible organische LEDs (OLED) hergestellt werden, die als Display in Zukunft flexible Smartphones erlauben werden. Ebenso sind organische Solarmodule (OPV) von großem Interesse, da diese kostengünstig, flexibel und leicht sind. Der Freistaat Sachsen und nun auch das Laserinstitut Hochschule Mittweida haben sich auf die Fahne geschrieben, diese Technologie zielführend umzusetzen.
Das Großgerät wird im Mai 2016 an der Hochschule eintreffen und im neu eröffneten Forschungsgebäude des Laserinstituts in Betrieb genommen.
Text: Prof. Alexander Horn