Löcher mit 250 Nanometern Durchmesser gebohrt

Löcher mit 250 Nanometern Durchmesser gebohrt

Kurze Impulse werden in zeitliche «Airy-Impulse» umgeformt. (Foto: uni-kassel.de)

Kassel – Forscher der Universität Kassel sind bei der kontrollierten Herstellung von Nanostrukturen in bislang unerreichte Regionen vorgestossen. Mit angepassten Laserimpulsen haben sie Löcher von weniger als 250 Nanometern Durchmesser gebohrt, aber sieben Mikrometer Tiefe in Quarzglas. Die Ergebnisse könnten für die Entwicklung winziger optischer Filter genauso relevant werden wie in der Nano-Chirurgie.

«Zeitliche Airy-Impulse» genutzt
Die gebohrten Löcher haben einen Durchmesser von weniger als 250 Nanometer bei einer Wellenlänge von 800 Nanometern. Dabei weisen sie eine Tiefe von bis zu sieben Mikrometern auf – ein Grössenverhältnis, das bei derart kleinen Strukturen auf anderem Wege kaum zu erreichen ist. «Noch nie wurden auf diese Art Löcher gebohrt, die so klein und gleichzeitig so tief sind», sagt Doktorandin Nadine Götte.

Die Forscher benutzten Laserimpulse, die etwa eine Billionstel Sekunde lang sind. Das alleine reichte aber noch nicht: Mit einer selbstentwickelten Technik modellierten sie den Laserimpuls und produzierten sogenannte «zeitliche Airy-Impulse». Einfach gesagt, wird dabei nicht der kürzeste mögliche Impuls produziert, sondern einer, der eine optimale Zeitstruktur hat, um möglichst viel Energie in das Material einzubringen. Dieser Mechanismus umgeht auch das Problem, das die meisten Impulse schon an der Oberfläche des Materials absorbiert werden. Stattdessen entstehen durch gezielte Stimulation des Materials tiefe und schmale Kanäle. (pte/mc/ps)

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