IPHT Jena mit zwei Thüringer Forschungspreisen ausgezeichnet
Zwei Forschergruppen erhalten den Preis für eine neue Mikroskopiemethode und ein Verfahren, mit dem Laserfasern mit größeren Faserkernen als bisher erzeugt werden können.
Die Auflösung herkömmlicher mikroskopischer und spektroskopischer Verfahren ist begrenzt. Details über die Struktur und Anordnung der Elemente, zum Beispiel bei DNA und Proteinen, sind schwierig zu erhalten. Will man das Entstehen von Krankheiten besser verstehen, sind diese Informationen jedoch von großer Bedeutung. Zusammen mit dem Institut für Physikalische Chemie der Friedrich-Schiller-Universität Jena (FSU) entwickelte die Abteilung Nanoskopie um Volker Deckert ein Verfahren, bei dem die Auflösung deutlich unter der Nachweisgrenze von Standardinstrumenten liegt.
Abb.: Mikrostrukturierte Preform für maßgeschneiderte Fasern. (Bild: IPHT Jena / S. Döring)
Bei der spitzenverstärkten Raman-Spektroskopie (Ters = Tip-enhanced Raman scattering) werden eine Spektroskopiemethode und ein Rasterkraft-Mikroskop kombiniert. Eine mit Laserlicht bestrahlte Sonde funktioniert dabei wie die Nadel eines Plattenspielers. Sie fährt über die zu untersuchende Probe und analysiert und lokalisiert sie gleichzeitig. An der Spitze verstärkt sich das von den Molekülen zurückgestreute Lichtsignal. Für jedes Molekül erhält man ein spezifisches Spektrum - einen „molekularen Fingerabdruck“. Dieser ermöglicht Rückschlüsse über die chemische Zusammensetzung. Das IPHT ist die erste Einrichtung, die Ters erfolgreich zur Analyse von Proteinen und DNA eingesetzt hat. Vor allem die Medizin könnte in den kommenden Jahren Nutzen aus der Forschungsarbeit der Thüringer Wissenschaftler gewinnen.
Der Preis für angewandte Forschung geht an das Team um Stephan Grimm aus der Abteilung Faseroptik des IPHT. Die Arbeitsgruppe erforschte ein neues Verfahren zur Herstellung von Laserfasern.
Faserlaser übernehmen heute eine Vielzahl von Aufgaben, so zum Beispiel das Schneiden, Bohren oder Schweißen in der Automobilindustrie. In der Messtechnik und der Medizin kommen Spezialvarianten zum Einsatz. Herzstück von Faserlasern sind optische Fasern, die das Licht nicht nur passiv leiten sondern selbst aktiv als Quellen für Laserlicht dienen. Dabei wird das Licht kontrolliert in einem Kern von oft nur wenigen tausendstel Millimetern geleitet. Die Eigenschaften können durch die Auswahl der Materialien und verschiedene Strukturen gesteuert werden.
Das von den Wissenschaftlern am IPHT entwickelte Verfahren überwindet Nachteile etablierter Dünnschicht-Herstellungsmethoden indem es die Materialen in größerer Menge und verbesserter Qualität liefert. Damit schafft es neue Potenziale für zukünftige Faserentwicklungen. Ausgangspunkt ist hochreines Nanopulver an dessen Oberfläche die gewünschten Zusatzstoffe gebunden werden. Danach erfolgt bei hohen Temperaturen die Verglasung in einem Hüllrohr und die Weiterverarbeitung zu Glasfasern. Die hervorragenden Lasereigenschaften der neuartigen Fasern wurden durch den Industriepartner, die Laserline GmbH in Koblenz bis in den Multikilowatt-Bereich nachgewiesen.
Der Thüringer Forschungspreis wird am 17. Februar 2012 im Foyer des IPHT durch Thüringens Minister für Bildung, Wissenschaft und Kultur, Christoph Matschie, an die Preisträger übergeben.
IPHT Jena / PH
