Prof. Dr. Jens Limpert

Kompakte Laser als Alternative für Synchrotron-Anlagen

Prof. Dr. Jens Limpert wird mit dem renommierten „ERC Advanced Grant“ gefördert
Prof. Dr. Jens Limpert
Foto: Jan-Peter Kasper/FSU
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Meldung vom: 12. April 2019, 11:00 Uhr | Verfasser/in: Ute Schönfelder

An der Friedrich-Schiller-Universität Jena fördert der European Research Council (ERC) in den kommenden fünf Jahren mit fast 2,5 Millionen Euro die Entwicklung eines Hochleistungsfaserlasersystems zur Erzeugung kohärenter Laserpulse im Infrarot-, Terahertz- und weichen Röntgenbereich. Der Physiker Prof. Dr. Jens Limpert (Foto oben) und sein Forschungsteam am Institut für Angewandte Physik erhalten dafür einen der renommierten „ERC Advanced Grants“. Limpert ist deutschlandweit einer der wenigen und in Thüringen sogar der einzige Forscher, dem es gelungen ist, gleich drei Mal eine ERC-Förderung einzuwerben: 2009 hat er ein „Starting Grant“ erhalten, gefolgt von einem „Consolidator Grant“ im Jahr 2014.

Das ist eine große Ehre für mich, aber auch das gesamte Team“, freut sich Limpert. Er sieht die Förderung als eine Bestätigung seiner bisherigen wissenschaftlichen Arbeit, die „ich nicht allein erbracht habe, sondern mit meinen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern.“ Für sie alle sei der Erfolg Motivation, sich neuen spannenden Themen und Herausforderungen zuzuwenden. Das tun die Forscherinnen und Forscher der Universität Jena nun in ihrem vom ERC geförderten Projekt „SALT“ (High-Flux Synchrotron Alternatives Driven by Powerful Long-Wavelength Fiber Lasers). Mit diesem Projekt wollen Limpert und sein Team die Anwendungsmöglichkeiten erweitern, die heute Hochleistungsteilchenbeschleunigern (Synchrotrons) vorbehalten sind: und zwar mit frequenzkonvertierten Faserlasern, die in jedem gängigen Laserlabor betrieben werden können.

Leistungsstarke Strahlung im Terahertz- und mittleren Infrarotbereich

Solche ultraschnellen Lasersysteme kommen heute bereits vielfältig zur Anwendung. „Sie sind in der Lage, hochenergetische Strahlungspulse zu erzeugen und das bei sehr kompakter Größe“, erläutert Prof. Limpert die Vorteile. Ihr Nachteil ist allerdings, dass das Strahlungsspektrum der Laser begrenzt ist. „Jenseits dieser Grenzen wartet aber ein enormes Anwendungspotenzial“, so Limpert. Leistungsstarke Strahlung im Terahertzbereich eröffne beispielsweise neuartige Ansätze zur zerstörungsfreien Untersuchung komplexer Materialien. Im Spektralbereich des mittleren Infrarot sei das Aufspüren von Krankheiten im menschlichen Körper mittels moderner Spektroskopie eine zukunftsweisende Anwendung. Mit heutigen laserbasierten Quellen sind anwendungsrelevante Leistungen in diesen Spektralbereichen noch nicht möglich, Großforschungsanlagen wie Synchrotrons müssen zur Grundlagenforschungen herangezogen werden.

Doch der Zugang zu diesen Forschungsanlagen ist eng begrenzt und bei weitem nicht für alle innovativen Fragestellungen möglich. „Wir wollen deshalb einen alternativen Weg entwickeln, um solche Strahlungsquellen einem größeren Kreis an Forschern zugänglich zu machen“, erklärt Limpert. Da eine direkte Emission von kohärenter Strahlung in der Intensität und Frequenz, wie sie in einem Synchrotron erzeugt wird, durch konventionelle Laser nicht möglich ist, gehen die Jenaer Physiker einen anderen Weg: sie erzeugen zunächst Laserpulse anderer Frequenz und fokussieren diese durch ein nichtlineares Medium, wodurch sich die Frequenz in den gewünschten Bereich verschiebt (Frequenzkonversion). Im Projekt SALT werden sie dafür Laserstrahlung mit deutlich höherer Wellenlänge nutzen, als bisher üblich. Dies wollen sie u. a. durch die Verwendung von Thulium-dotierten Faserlasern erreichen.

Höchstdotierte Förderung der EU

Der ERC Advanced Grant zählt zu den höchstdotierten Förderungen der Europäischen Union. Insgesamt hat der ERC in diesem Jahr europaweit 222 Forscherinnen und Forscher mit einem Advanced Grant ausgezeichnet, mehr als 2.000 Bewerbungen lagen dafür vor.

Kontakt:

Prof. Dr. Jens Limpert
Institut für Angewandte Physik
Albert-Einstein-Straße 15
07745 Jena
Telefon
+49 3641 9-47811
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