Kurze Pulse / Nanostrukturen

Abteilung „Kurze Pulse / Nanostrukturen“

Die Materialbearbeitung durch Laserablation und Lasermodifikation ermöglicht die flexible Herstellung von Mikro- und Nanostrukturen für anspruchsvollste Anwendungen in zahlreichen Technologiebereichen. Mittels innovativer Strahlführungstechniken und bei geeigneter Wahl von Laserwellenlänge und Pulsdauer wird sub-µm-Präzision erreicht. Strukturdetails mit Abmessungen im Bereich 50 nm sind realisierbar.

Dabei gewinnt der Einsatz ultrakurzer Pulse rasant an Bedeutung in immer mehr Anwendungsgebieten. Zwar sind mittlerweile kompakte, industrietaugliche Ultrakurzpulslaser verfügbar, jedoch ist die in unserer Abteilung betriebene Weiterentwicklung ultrakurzpulsbasierter Techniken für ein nachhaltiges Wachstum dieses Technologiebereichs unabdingbar. Dabei stehen die Erzeugung energetischer ultrakurzer Pulse, insbesondere im ultravioletten Spektralbereich, sowie die Erzeugung von periodischen Nanostrukturen auf technischen Oberflächen im Mittelpunkt.

Aktuelle Themen sind die grundlegende Untersuchung der Dynamik der Laserablation mittels ultrakurzer UV-Pulse, die Erzeugung holographischer Sicherheitsmerkmale und die Oberflächenfunktionalisierung von diversen technologisch wichtigen Werkstoffen. Weitere Arbeiten befassen sich mit der laserbasierten Modifikation transparenter Materialien und dünner Filme und der lokalisierten Herstellung von Halbleiter- und Metall-Nanopartikeln für Anwendungen in Photonik und Plasmonik.

Ultrakurze Pulse

Eine Besonderheit von Kurzpulslasern ist ihre Fähigkeit, die Energie sowohl zeitlich als auch räumlich enorm stark zu bündeln. Dadurch ermöglichen diese einzigartigen Laserquellen die Erzeugung höchster Intensitäten mit mäßigem Energieeinsatz, und das auf eine zeitlich und räumlich gut dosierbare und lokalisierbare Weise. Somit bietet die Kurzpulslaser-Technologie das Potential, anspruchsvollste Aufgaben in zahlreichen modernen Technologiebereichen zu bewältigen. Aktuelle Themen hierzu in unserer Abteilung sind die Erzeugung energetischer ultrakurzer Pulse, insbesondere im ultravioletten Spektralbereich.

Gestreckte flexible Hohlfaser

In unserem Institut wurden vor über zehn Jahren die Grundlagen für eine neuartige Hohlfaserkonstruktion für die Kompression von ultrakurzen Pulsen gelegt und seitdem die Technologie stetig weiterentwickelt. Die Technik beruht auf die Streckung von flexiblen Hohlfasern, wodurch eine unübertroffene Geradheit bei großen Längen erreicht werden kann, was für eine Vielzahl von Kernparametern (Leistung, Transmission und Kompressionsfaktor) essenziell wichtig ist. So konnten in den vergangenen Jahren mehrere Rekordergebnisse mit dieser neuartigen Faservorrichtung erzielt werden.

In Zusammenarbeit mit Forschern aus dem Laboratoire d’Optique Appliquée (LOA), CNRS, Ecole Polytechnique, ENSTA Paris und dem Max-Born-Institut für Nichtlineare Optik und Kurzzeitspektroskopie haben wir die Eignung der Technologie für die Kompression von Pulsen mit extrem hoher Spitzenleistung gezeigt. Die am LOA in Paris betriebene Laseranlage, in der unsere Hohlfaser integriert ist, liefert Pulse mit einer Spitzenleistung von bis zu 1 TW, einer Pulsdauer von 3,4 fs und dazu exzellente Strahlqualität. Dieses Lasersystem ist zurzeit das einzige weltweit, das in der Lage ist, CEP-stabile sub-4-fs Pulse mit TW Leistung bei kHz Repetitionsrate zu erzeugen. Somit eignet sich diese Laserquelle zur Untersuchung relativistischer Licht-Materie-Wechselwirkungseffekte auf der Sub-Lichtzyklus Zeitskala.

In einer weiteren Zusammenarbeit mit dem Max-Born-Institut für Nichtlineare Optik und Kurzzeitspektroskopie (MBI, Berlin) und Active Fiber Systems GmbH (AFS GmbH, Jena) wurde ein Forschungsprojekt zur Kompression von leistungsstarken Pulsen durchgeführt. Im Rahmen des Vorhabens ist es gelungen, 10 fs lange Pulse mit 3,2 mJ bei 100 kHz, also mit einer Durchschnittsleistung von über 300 W zu erzeugen. Dieses bahnbrechende Ergebnis wurde durch die Kombination aus zwei führenden Technologien ermöglicht. Im Rahmen einer Laserquellen-Entwicklung für ELI-ALPS, eine europäische Großforschungseinrichtung in Szeged (Ungarn), verwendet die AFS GmbH die kohärente Kombination von Mehrkanal-Faserverstärkungssystemen für die Erzeugung von Hochleistungspulsen. Dieses System wurde mit der vom IFNANO und MBI entwickelten gestreckten Hohlfaser-Kompressionstechnologie ergänzt, um unübertroffene Kompression und Kontrolle von Hochleistungspulsen zu ermöglichen.

Die erreichten Weltrekord-Werte markieren einen bahnbrechenden Meilenstein in der Hohlfaser-Kompressionstechnologie und zeigen, dass industrietaugliche Hochleistungs-Laserstrahlung in den Pulsdauer-Bereich von wenigen optischen Zyklen vorstoßen kann.

Weiterführende Literatur:

T. Nagy, M. Forster, P. Simon:
„Flexible hollow fiber for pulse compressiors”, Applied Optics 47, 3264-3268 (2008)
T. Nagy, Peter Simon:
„Generation of 200-µJ, sub-25-fs deep-UV pulses using a noble-gas-filled hollow fiber“, Opt. Lett. 34, 2300 (2009).
T. Nagy, V. Pervak, P.Simon:
Optimal pulse compression in long hollow fibers, Opt. Lett. 36 (2011), 4422
F. Böhle, M. Kretschmar, A. Jullien, M. Kovacs, M. Miranda, R. Romero, H. Crespo, U. Morgner, P. Simon, R. Lopez-Martens, T. Nagy:
„Compression of CEP-stable multi-mJ laser pulses down to 4 fs in long hollow fibers“, Laser Phys. Lett. 11 095401 (2014)
B.-H. Chen, M. Kretschmar, D. Ehberger, A. Blumenstein, P. Simon, P. Baum, T. Nagy:
Compression of picosecond pulses from a thin-disk laser to 30fs at 4W average power, Optics Express 26, 3861 (2018)
N. G. Khodakovskiy, M. P Kalashnikov, V. Pajer, A. Blumenstein, P. Simon, M. M. Toktamis, M. Lozano, B. Mercier, Z. Cheng, T. Nagy, R. Lopez-Martens,:
“Generation of few-cycle laser pulses with high temporal contrast via nonlinear
T. Nagy, S. Hädrich, P. Simon, A. Blumenstein, N. Walther, R. Klas, J. Buldt, H. Stark, S. Breitkopf, P. Jójárt, I. Seres, Z. Várallyay, T. Eidam, J. Limpert: “Generation of three-cycle multi-millijoule laser pulses at 318 W average power”, Optica 6, 1423 (2019)
M. Ouillé, A. Vernier, F. Böhle, M. Bocoum, A. Jullien, M. Lozano, J.-P. Rousseau, Z. Cheng, D. Gustas, A. Blumenstein, P. Simon, S. Haessler, J. Faure, T. Nagy R. Lopez-Martens:
“Relativistic-intensity near-single-cycle light waveforms at kHz repetition rate”, Light Sci Appl 9, 47 (2020) https://doi.org/10.1038/s41377-020-0280-5
T. Nagy, P. Simon, L. Veisz,:
High-energy few-cycle pulses: post-compression techniques, Advances in Physics: X, 6:1, 1845795, DOI: 10.1080/23746149.2020.1845795

Kurzpulslaser-Entwicklung

Die Erzeugung leistungsstarker UV-Femtosekundenpulse geschieht nach dem unten skizzierten Schema. Die Strahlung einer kommerziell erhältlichen Kurzpulslaserquelle (z.B. Ti:Saphir Oszillator/Verstärker-System) wird in den UV-Spektralbereich (248,5 nm) konvertiert, und anschließend in einem speziell für diesen Zweck entwickelten Excimer-Modul verstärkt. Je nach Bedarf wird die Ausgestaltung dieses Moduls auf unterschiedliche Leistungsmerkmale optimiert.

Hohe Intensitäten
Die Erzeugung hoher Intensitäten erfordert hohe Energien, kurze Pulsdauern und extrem gute Strahleigenschaften. Hier bieten UV-Lasersysteme gegenüber langwelligen Quellen den entscheidenden Vorteil, dass ihre Strahlung sich deutlich besser fokussieren lässt (Fokusfläche ~ λ²). UV-Hochleistungssysteme basieren auf Excimermodulen, die zur Verstärkung frequenzkonvertierter Strahlung aus herkömmlichen Kurzpulslasern eingesetzt werden. Ein zusätzlicher Vorteil der Excimerverstärker ist die, durch die niedrige Materialdichte des gasförmigen aktiven Mediums bedingte, Vermeidung unerwünschter Nichtlinearitäten, die für hervorragende Strahleigenschaften sorgt. Um den hohen Anforderungen gerecht zu werden, wurde ein „twin-tube“ Excimer-Modul zur Verstärkung der Eingabepulse bei 248,5 nm entwickelt. Dieser Aufbau, ausgerüstet mit zwei Verstärker-Kanälen, ermöglicht die Reduzierung der ASE (amplified spontaneous emission) durch die Verwendung eines Raumfilters zwischen den Verstärkungsstufen. Zudem werden die zeitlichen und spektralen Eigenschaften des Pulses im Bereich niedriger Energie durch einen Pulskompressor kontrolliert. Mit einem derart aufgebauten System können Pulsenergien von bis zu 50 mJ bei einer Pulsdauer von 250 fs erzielt werden. Gleichzeitig bleibt eine exzellente Strahlqualität erhalten, was die Erzeugung einer Spitzenintensität von ~ 10¹⁹ W/cm² ermöglicht.

Hohe Pulsenenergien
Erfordert eine konkrete Anwendung die allerhöchstmögliche Pulsenergie von UV-Femtosekundenpulsen, so sollte die Energieausbeute von Excimer-Verstärkern optimiert werden. Abhilfe hierfür schafft ein sogenanntes interferometrisches Multiplexing-Schema.

Die Energiespeicherzeit eines KrF-Verstärkers beträgt etwa 2-3 ns. Innerhalb der Entladungsdauer (ca. 15 ns) kann folglich alle 3 ns ein Femtosekundenpuls verstärkt werden. Auf diese Weise ist es möglich, einen Pulszug von 2 oder 4 Pulsen zu verstärken, wobei jeder dieser Einzelpulse ungefähr die gleiche Energie aus dem Verstärker extrahiert. Die zeitlich relativ zueinander verzögerten Pulse werden anschließend wieder zusammengeführt. Dies muss sowohl zeitlich als auch räumlich mit interferometrischer Genauigkeit erfolgen, um die Dauer und die beugungsbegrenzte Eigenschaft der Pulse beizubehalten. Klassische Anordnungen zum optischen Multiplexing, wie in der Fachliteratur bekannt, können hierfür nicht eingesetzt werden. Daher wurde von uns speziell für diese Anwendung ein neues Schema eingeführt, das interferometrische Vereinigung der zerlegten Teilpulse gewährleistet. Die von einem Polarisator zerlegten Pulse durchlaufen den Verstärker in entgegengesetzten Richtungen, wobei sie denselben optischen Weg zurücklegen, bevor sie am Polarisator wieder vereinigt werden.

Setzt man als Verstärker einen „LLG50“ ein, so erhält man mit dieser Anordnung am Ausgang eine Pulsenergie von bis zu 100 mJ bei einer Pulsdauer von unter 1 ps.

Weiterführende Literatur:
S. Szatmári, P. Simon: Interferometric multiplexing scheme for excimer amplifiers, Optics Commun. 98, 181 (1993).
J. Békési, G. Marowsky, S. Szatmári and P. Simon: A 100 mJ table-top short pulse amplifier for 248 nm using interferometric multiplexing, Zeitschrift für Physikalische Chemie, 215, 12, 1543 (2001)

Hohe mittlere Leistung
Viele Anwendungen, wie z.B. die industrielle Materialbearbeitung, erfordern eine hohe Durchschnittsleistung der Strahlung, die nur durch eine hohe Pulsfolgefrequenz zu gewährleisten ist. Um dieser Anforderung gerecht zu werden, haben wir ein Excimer-Modul „NovaLine 100“ der Firma Coherent Lambda Physik zum Kurzpulsverstärker umgewandelt. Der „NovaLine 100“ in seiner ursprünglichen Ausführung, verfügt über ein großes Entladungsvolumen und eine mittlere Leistung von 100 W bei einer Pulsfolgefrequenz von 250 Hz. Mit geeigneter Modifikation der Entladungskammer und des Hochspannungs-Ladekreises ist es uns gelungen, frequenzkonvertierte Eingangspulse aus einem Ti:Saphir Laser bis zu 30 mJ / Puls bei einer Pulsfolgefrequenz von über 300 Hz zu verstärken. Somit ergibt sich eine mittlere Leistung von ~10 W bei 248 nm, der bislang größte Wert im tiefen UV Spektralbereich mit Subpikosekundenpulsen.

Weiterführende Literatur:
J. Békési, S. Szatmári, P. Simon, G. Marowsky:
Table-Top KrF Amplifier Delivering 270 fs Output Pulses with over 9 W Average Power at 300 Hz, Appl. Phys. B. 75, 521-524 (2002)

Optische Anordnung des UV-Kurzpulsverstärkersystems

Polarisations-Multiplexing Schema

UV-Femtosekunden-Lasersystem mit einer mittleren Leistung von 10 W

Laserinduzierte Nanostrukturbildung

Unter Laserablation oder Photoablation versteht man den durch intensive, gepulste Laserstrahlung ohne weitere Hilfsmittel bewirkten Materialabtrag. Bei hinreichendem Verständnis dieses im Detail komplexen Prozesses kann man die Ablation zur gezielten Mikro- und Nanostrukturierung von Materialoberflächen einsetzen. Die Ablationsdynamik bei Metallen, Halbleitern und Dielektrika und die damit verbundene Strukturentstehung auf der Nanometerskala werden untersucht. Neben der abtragenden Laserbearbeitung sind vielfältige Prozesse der laserinduzierten Materialmodifikation realisierbar. Beispiele sind die lokal induzierte chemische Reaktion, laserinduzierter Materialtransfer oder Materialeintrag (Implantation). Auch die laserinduzierte Entstehung plasmonischer Nanopartikel und lichtemittierender Nanokristalle werden behandelt.

Quarz-Nanonetz

Transparente Materialien

Die präzise, hochauflösende Laserstrukturierung von transparenten Materialien wie Glas oder auch transparenten Kunststoffen oder Kristallen stellt eine große Herausforderung dar. Diese Materialien sind oft über weite Wellenlängenbereiche vom nahen UV über den sichtbaren Spektralbereich bis ins nahe Infrarot transparent. Daher werden zur abtragenden Strukturierung von Glas im fernen IR oder im tiefen UV emittierende Laser eingesetzt. Da die Strukturauflösung mit der Wellenlänge skaliert, sind IR-Laser nicht für eine µm- oder sub-µm-Strukturierung geeignet, so dass hierfür UV-Laser eingesetzt werden müssen. Während einige hochbrechende, bleihaltige Gläser schon bei 248 nm eine hinreichende Absorption aufweisen, setzt für die meisten Silikatgläser eine starke Absorption erst unter 200 nm ein. Daher ist der ArF-Excimerlaser mit 193 nm Wellenlänge optimal geeignet, um kontrollierte, rissfreie Strukturen mit hoher Auflösung zu erzeugen. Oberflächenreliefgitter in Form von linearen oder gekreuzten Mustern lassen sich durch Maskenprojektion oder Interferenzverfahren ablativ herstellen. Anwendungen finden sich in der Funktionalisierung und in der diffraktiven Markierung von Glasoberflächen.

Weiterführende Information:

J. Meinertz, A. Gödecke , L.J. Richter, J. Ihlemann
Fast fabrication of diffractive patterns on glass by excimer laser ablation
Optics and Laser Technology 152, 108148 (2022)
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S003039922200305X

Noppenstruktur in Flintglas

Dielektrische Schichten

UV-absorbierende Silizium-Suboxid-Schichten (SiOx) können durch Laserbestrahlung in vielfältiger Weise strukturiert werden. Neben Schichtablation oder Schichttransfer ist auch eine laserinduzierte Umformung in eine komplexe Struktur realisierbar. Eine kontrollierte, reproduzierbare Formung ist insbesondere dann erreichbar, wenn über der auf einem transparenten Quarzsubstrat befindlichen SiOx-Schicht bei der Laserbestrahlung eine Polymerschicht („confinement layer“) aufgebracht wird. So führt eine rückseitige Bestrahlung durch das Substrat hindurch bei geeigneter Fluenz zu einem partiellen Aufschmelzen der SiOx-Schicht und einer anschließenden Verfestigung in einer wohldefinierten Form. Je nach Schicht- und Bestrahlungsparametern sind Aufwölbungen, Blasen, Töpfchen oder Netze aus SiOx-Material realisierbar. Die bei hohen Laserfluenzen erzielten netzartigen Strukturen mit unterschnittenen Bereichen sind mit konventionellen Laser- oder Ätztechniken nicht herstellbar. Durch einen anschließenden Temperschritt (Überführung von SiOx zu SiO2 bei hohen Temperaturen in Luftumgebung) lassen sich reine Quarznetze herstellen. Anwendungen derartiger Strukturen in Photonik, Mikro- und Nanofluidik oder auch im Life Science Bereich sind denkbar.

Weiterführende Information:

Takaya, G. Miyaji, I. Takahashi, L.J. Richter, J. Ihlemann
Fabrication of periodic nanostructures on silicon suboxide films with plasmonic near-field ablation induced by low-fluence femtosecond laser pulses
Nanomaterials 10, 1495 (2020)
https://www.mdpi.com/2079-4991/10/8/1495

Quarz-Nanonetz

Si-Nanokristalle

Si-Nanokristalle (Si-NC) sind als potentielle Lichtemitter in der siliziumbasierten Photonik von Interesse. Sie werden bisher hauptsächlich durch eine Hochtemperaturbehandlung von substöchiometrischem SiO_x hergestellt, bei der eine Phasenseparation in Si und SiO₂ erfolgt. Die starke sichtbare Lumineszenz der so entstehenden amorphen Si-Cluster und Si-Nanokristalle wird auf das Quantum confinement und Defektzustände an den Grenzflächen zwischen Partikel und umgebender Matrix zurückgeführt. Gegenüber den in der Regel verwendeten Ofenprozessen bietet das Tempern durch Laserbestrahlung die Vorteile, dass die Umwandlung räumlich selektiv durchgeführt werden kann, eine Temperaturbelastung kritischer Bereiche in der Umgebung vermieden wird und Substrate eingesetzt werden können, die die beim Ofentempern erforderlichen Temperaturen nicht vertragen (z.B. Borosilikatgläser). Durch Verwendung eines kontinuierlich emittierenden Lasers mit 405 nm Wellenlänge konnte bei geeigneter Laserleistung die beim Lasertempern bisher stets beobachtete Schädigung der Filmstruktur vermieden werden. Derartige Bedingungen sind für die Herstellung von Bauteilen für photonische Anwendungen wie z.B. Lichtwellenleiter erforderlich.

Weiterführende Informationen:
T. Fricke-Begemann, N. Wang, P. Peretzki, M. Seibt, J. Ihlemann:
Generation of silicon nanocrystals by damage free continuous wave laser annealing of substrate-bound SiO_x films
Journal of Applied Physics 118, 124308 (2015)
N. Wang, T. Fricke-Begemann, P. Peretzki, J. Ihlemann, M. Seibt:
Formation of porous silicon oxide from substrate-bound silicon rich silicon oxide layers by continuous-wave laser irradiation,
Journal of Applied Physics 123, 093104 (2018)

Lumineszenz von Si-Nanoclustern

Lasergenerierte Si-Nanokristalle

Plasmonische Partikel

Erzeugung und kontrollierte Anordnung metallischer Nanopartikel sind Grundvoraussetzungen für die Herstellung plasmonischer Komponenten. Gold- oder Silber-Nanopartikel-Arrays werden beispielsweise als Substrate für die oberflächenverstärkte Ramanspektroskopie (SERS) verwendet. Die Plasmonenresonanz dieser Edelmetall-Nanopartikel ermöglicht eine hohe Sensitivität im sichtbaren Spektralbereich. Nanostrukturierte Gold- oder Silberfilme auf Glas bieten wegen ihrer geringen Schichthaftung allerdings für viele Anwendungen keine ausreichende Stabilität. Daher werden Konzepte gesucht, die Partikel teilweise oder ganz in das oberflächennahe Glasmaterial einzubetten. Eine derartige Einbettung (Implantation) kann durch gepulste UV-Laserbestrahlung dünner, auf Glas abgeschiedener Edelmetallfilme mit hinreichender Laserfluenz realisiert werden. Für die Implantation von Gold in Quarzglas werden Laserfluenzen von 1 J/cm² bei einer Laserwellenlänge von 193 nm benötigt. Wird das Quarzglas vor der Metallbeschichtung mit SiO_x (x ≈ 1) beschichtet, kann die Implantation bei deutlich geringeren Fluenzen ab 0.2 J/cm² realisiert werden.

Partikel mit Durchmessern im Bereich 10-60 nm werden in eine Tiefe von etwa 40 nm implantiert, wie transmissionselektronenmikroskopische Untersuchungen zeigen. Ein anschließender Temperschritt bei hohen Temperaturen führt zur Oxidation von SiO_x zu SiO₂, ohne die Tiefenverteilung der Partikel zu verändern. Absorptionsspektren zeigen eine charakteristische Plasmonenresonanz bei 540 nm. Auf diese Art können Quarzgläser mit oberflächennah eingebetteten plasmonischen Partikeln hergestellt werden, die als robuste Substrate für zahlreiche plasmonische Anwendungen in Frage kommen.

Weiterführende Information:

Heinz, J. Meinertz, M. Dubiel, J. Ihlemann
Excimer laser induced spatially resolved formation and implantation of plasmonic particles in glass
Nanomaterials 8, 1035 (2018)
https://www.mdpi.com/2079-4991/8/12/1035

Laserimplantation von Nanopartikeln

Plasmonenresonanz von Gold-Nanopartikeln

In Quarzglas implantierte Gold-Nanopartikel

Rot: Gold, Blau: Glas, Grün: Umgebung

Untersuchung der Dynamik der Laserablation mit UV-Femtosekundenpulsen

Es ist allgemein bekannt, dass der Einsatz von Femtosekundenlaserpulsen für die Materialbearbeitung eine deutlich erhöhte Präzision gegenüber herkömmlichen Techniken ermöglicht. Grund hierfür sind die schnellen strukturellen Änderungen in Festkörpern, die dem Materialabtrag zugrunde liegen. Hierdurch wird die Wärmebeeinflussung des die bestrahlte Region umgebenden Gebiets drastisch reduziert. Ein durchgehendes Prozessverständnis der involvierten mikroskopischen Mechanismen fehlt allerdings noch.

Erst wenn alle relevanten physikalischen Zusammenhänge aufgeklärt sind, ist eine sichere Prozesssteuerung bei der hochpräzisen Materialbearbeitung möglich. Dadurch soll in Zukunft eine Strukturauflösung im Sub-100 nm-Bereich erreicht werden. Unser Ziel ist zunächst die Untersuchung der Dynamik des Ablationsprozesses anhand der Entstehung periodischer Nanostrukturen. Diese werden mit kurzen UV-Pulsen hergestellt, um die höchstmögliche Strukturauflösung sicherzustellen. Eine geeignete Wahl der Bestrahlungsgeometrie erlaubt die Betrachtung eines so kleinen Volumens, dass die Zahl der darin enthaltenen Atome eine komplette Molekulardynamiksimulation des Prozessablaufs ermöglicht. Dies geschah in Zusammenarbeit mit der Universität Kassel und der TU Kaiserslautern. Durch die Optimierung der experimentell erreichbaren Strukturauflösung und die speziell gewählte Simulationsgeometrie können erstmals Theorie und Experiment auf ein und derselben Orts- und Zeitskala verglichen werden.

In den Experimenten kommt eine Maskenabbildungs-Anordnung zum Einsatz, um Strukturen mit Perioden von 270-500 nm zu generieren. Dabei werden in der Fourier-Ebene alle bis auf die ± 1. Beugungsordnungen abgeblockt, um die Erzeugung eines sinusförmig modulierten Bestrahlungsfeldes auf der Probenoberfläche sicherzustellen. Die aus einem Ti:Sa Laser gewonnenen frequenzverdreifachten Laserpulse werden in einem Excimermodul verstärkt und stellen 1,6 ps lange Pulse bei der Wellenlänge 248 nm zur Verfügung.

Die Ergebnisse belegen eine gute Übereinstimmung zwischen dem simulierten Querschnitt des bestrahlten Bereichs und der gemessenen Topologie der strukturierten Proben, mit Blasenbildung unterhalb der Oberfläche und einem Materialaufwurf im darüber liegenden Gebiet.

Speziell gewählte Bestrahlungsgeometrie zur Untersuchung der Ablationsdynamik

Strukturierte Goldprobe, die mit einer sinusförmigen Fluenzverteilung von durchschnittlich 145 mJ/cm² bestrahlt wurde: Querschnitt der Simulation nach 400 ps (links), Transmissionselektronische Aufnahme eines Querschnitts (Mitte) und Raster –Elektronenmikroskopische Aufnahme der Probenoberfläche (rechts, um 45° verkippt)

Glas und Optik

Die fortschreitende Miniaturisierung sowie die Integration verschiedener Techniken und Funktionalitäten spielt bei der Entwicklung neuer Technologien und Produkte vielfach eine entscheidende Rolle. Die Herstellung von Mikrooptiken und deren Integration in Mikrosysteme kann in vielen Fällen durch die direkte Bearbeitung und Strukturierung mittels Laserablation erfolgen. Zur Bearbeitung von Glaswerkstoffen sind in der Regel Wellenlängen im kurzwelligen UV-Bereich (z.B. 193 nm oder 157 nm) erforderlich.

Quarzfaserlinse

Mikrolinsen

Durch Laserablation können refraktive oder diffraktive Linsen aus Glas oder Kunststoff gefertigt werden. Im Gegensatz zu den meisten anderen Verfahren ist die Herstellung auch bei komplexen Bauteilgeometrien möglich. So können beispielsweise Mikrolinsen direkt auf Glasfaserendflächen realisiert werden.

Ein Beispiel für die laserbasierte Herstellung mikrooptischer Komponenten ist die Fertigung von Fresnel-Linsen. Durch ihr flaches Design ermöglichen sie eine geringe Bauhöhe im Bereich weniger Mikrometer sowie die einfache Integration in plane Oberflächen. Eine Anwendung liegt in der optischen Verbindungstechnik für komplexe Datenkommunikationssysteme. Für die effiziente Kopplung des Lichts zwischen Lichtquellen, Wellenleitern und Detektoren sind derartige Mikrolinsen erforderlich, die in die Leiterplatte bzw. in so genannte Glas-Interposer integriert werden.

Weiterführende Informationen:
L. Brusberg, M. Neitz, H. Schröder, T. Fricke-Begemann, J. Ihlemann:
Fabrication of Fresnel micro lens array in borosilicate glass by F₂ laser ablation for glass interposer application,
Proc. SPIE 8951, 89510H (2014)
T. Fricke-Begemann, J. Ihlemann
Hybrid micro-optical elements by laser-based fabrication of Fresnel lenses on the end face of gradient index lenses,
Optics Express 26, 23751 (2018)

Laborstrahlquelle (links) und Lochkamerabild eines EUV-Plasmas (mitte) sowie Spektren der Quelle für unterschiedliche Targetgase (rechts – oben: EUV-Bereich, unten: Wasserfenster)

Fresnel-GRIN-Hybridlinse

Phasenmasken

Phasenmasken oder Phasenplatten aus Quarzglas werden z.B. als diffraktive Masken in der Lasermikrostrukturierung oder für die strukturierte Beleuchtung und die Erzeugung bestimmter Fokusgeometrien in der hochauflösenden Mikroskopie eingesetzt. Da Quarzglas nicht mit ausreichender Präzision durch direkte Laserbearbeitung strukturiert werden kann, wird ein Verfahren angewendet, bei dem ein Quarzglassubstrat mit Silizium-Suboxid (SiO_x) beschichtet wird. Die Dicke dieser Schicht wird dabei auf die benötigte Phasenverzögerung abgestimmt. Um das gewünschte Phasenprofil zu erhalten, wird die im UV absorbierende Schicht durch Laserablation abtragend strukturiert und in einem anschließenden Temperprozess in UV-transparentes SiO₂umgewandelt, so dass man eine hochtransparente und strahlungsfeste Phasenmaske aus reinem Quarz mit Beugungseffizienzen nahe am theoretischen Maximum erhält.

Weiterführende Information:

J. Meinertz, L.J. Richter, C.M. Beckmann, J. Ihlemann
Quarzphasenmasken für Mikroskopie und Lasermaterialbearbeitung
Photonik 1.2020, p. 49

J. Richter, C. Beckmann, J. Meinertz, J. Ihlemann
Fused Silica Phase Masks Enhance Laser Processing and Microscopy
Photonics Spectra, July 2021, p. 56

Ablationskante

Ablationskante

Zweistufiges Phasenelement in Quarzglas

Additive Verfahren

Auf Quarzglassubstrate aufgedampfte SiO_x-Filme können in präzise definierten Bereichen durch laserinduzierten Vorwärtstransfer auf Empfängersubstrate übertragen werden. Dabei wird das Empfängersubstrat (Quarzglas, Silikon oder Polycarbonat) gegen das SiO_x-beschichtete Gebersubstrat gedrückt, und der SiO_x-Film wird durch dieses transparente Gebersubstrat mit einem ArF- oder KrF-Laserpuls bestrahlt. Die Form der transferierten Segmente wird durch eine Projektionsmaske vorgegeben. Auf diese Weise konnten Filme mit einer Mindestdicke von 200 nm transferiert werden. Der Prozess bewirkt kongruenten Transfer, d.h. auf dem Empfänger wird exakt die durch die Maske vorgegebene Kontur erzielt. Durch wiederholte Laserbestrahlung nach seitlicher Verschiebung des Gebersubstrats (und ggf. Drehung des Empfängersubstrats) ist das Stapeln von Schichtsegmenten möglich, beispielsweise in einer „Woodpile“-Form. Ggf. wird durch einen anschließenden Temperprozess die Umwandlung in SiO₂ bewirkt.

Weitere Möglichkeiten zur Herstellung komplexer transparenter Strukturen sind durch das Aufbringen, Strukturieren und Modifizieren von Silikon realisierbar.

Weiterführende Information:
J. Ihlemann, R. Weichenhain-Schriever:
Patterned deposition of thin SiOx-films by laser induced forward transfer Thin Solid Films 550, 521 (2014)
A. Syring, T. Fricke-Begemann, J. Ihlemann:
F₂-laser modification and patterning of silicone films Applied Surface Science 261, 68 (2012)

Laserinduzierter Schicht-Transfer

Gestapelte Schichtstreifen

Transferierte Siliziumoxid-Streifen

Formkorrektur

Formkorrektur von Glassubstraten

Das Aufbringen dünner Schichten, durch die die optischen Eigenschaften einer Oberfläche verändert werden können, ist ein wesentlicher Bestandteil der modernen Optiktechnologie. Üblicherweise stehen die Schichten nach dem Aufbringen unter einer mechanischen Spannung, die zu einer messbaren elastischen Verformung des Substrats und somit zu einer Verschlechterung der optischen Eigenschaften des Bauteils führen kann. Dieser Effekt tritt besonders bei dünnen Substraten auf, die, u. a. wegen ihres geringeren Gewichts, in der Luft- und Raumfahrt relevant sind. Zudem ist gerade bei dünnen Substraten die präzise Formgebung eine Herausforderung. Des Weiteren können optische Bauteile durch die Gravitation oder die Halterung verformt werden.

Aus diesen Gründen wurden in den letzten Jahren mehrere Verfahren zur Formkorrektur von optischen Bauteilen erforscht. Wir entwickeln eine Methode, bei der durch Aufschmelzen einer Glasoberfläche durch Bestrahlung mit einem Excimerlaser eine Zugspannung erzeugt wird. Diese Zugspannung ist oberflächennah lokalisiert, durch Ätzen der Oberfläche verschwindet sie wieder. Durch rückseitige Bestrahlung eines Spiegelsubstrats kann mit dieser Methode eine Verformung der vorderseitigen Funktionsoberfläche kompensiert werden. Durch Anpassung des Bestrahlungsmusters und der Bestrahlungsparameter können auch kompliziertere Verformungen korrigiert werden. Die Methode wurde bisher für das Dünnglas Schott D263 und Bestrahlung mit einem ArF-Excimerlaser mit einer Wellenlänge von 193 nm und einer Pulsdauer von ca. 20 ns untersucht. Die Verformung einer Probe aufgrund einer inhomogenen Funktionsschicht konnte erfolgreich durch eine Bestrahlung der Rückseite kompensiert werden.

Periodische Nanostrukturen

Periodische Nanostrukturen auf der Oberfläche von Festkörpern, wie Metallen, Halbleitern, Gläsern und Polymeren, können neuartige Werkstückcharakteristika mit einzigartigen mechanischen und elektrischen Eigenschaften generieren. Je nach Ausgangsmaterial und Strukturform lassen sich so neuartige Mikrolaser, optische Nanoschalter, optische Speicher, Nano-Biosensoren, oder nicht fälschbare Sicherheitsmerkmale realisieren. Des Weiteren können Oberflächentexturen zur Verbesserung von Werkzeugeigenschaften, zur Reduzierung der Reflektionsverluste, Modifizierung der Benetzungseigenschaften oder die Anhaftung von Zellen, sowie als Verzierungselemente zur designtechnischen Veredelung von Oberflächen eingesetzt werden.

Diffraktive Markierung (Metalle)

Diffraktive Laser-Direktbeschriftung zur Erzeugung komplexer holographischer Sicherheitsmerkmale auf Hartmetall und Hartbeschichtungen

Diffraktive Bilder und holographische Sicherheitsmerkmale besitzen ein großes Potential bei der individuellen und fälschungssicheren Kennzeichnung von Originalteilen. Aufgrund ihrer auffallenden und wertigen Erscheinung eignen sie sich zusätzlich als Design-Element zur optischen Aufwertung von Produkten. Dabei ist eine direkte Integration dieser Merkmale in die Oberfläche des Bauteils wichtig. Ein Aufkleben metallisierter Folien stellt keine sichere, dauerhafte Kennzeichnung dar und ist, insbesondere für massive, hochwertige Metallgegenstände, wie sie z.B. im Anlagenbau, der Automobilindustrie, der Luft- und Raumfahrtindustrie und der Medizintechnik zu finden sind, häufig unzulässig. Auch bei der Herstellung von Kunststoffbauteilen ist ein Aufkleben holographischer Siegel, aufgrund des hohen Preises pro Aufkleber, sowie der mangelnden Verbindung mit dem Bauteil nicht sinnvoll. Entsprechende diffraktive Strukturen müssen stattdessen direkt in die Spritzgusswerkzeuge eingebracht werden, so dass sie beim Abformprozess direkt in die Kunststoffoberfläche übertragen werden. Dies ist aktuell nur mit komplexen und teuren lithographischen Verfahren (überwiegend Trockenätzen) möglich.

Im Rahmen eines vom BMBF geförderten Verbundprojektes wird daher eine industrietaugliche Kurzpulslaser basierte Beschriftungstechnologie entwickelt, mit der sich komplexe, großflächige, holographische Sicherheitsmerkmale und diffraktive Schriften auf beliebigen Werkstoffen, insbesondere aber auf Metallen und Hartbeschichtungen direkt und für jedes Werkstück individualisierbar mit hoher Qualität und mit industrietauglicher Geschwindigkeit schreiben lassen. Insbesondere soll sich das Verfahren dazu eignen, Spritzgusswerkzeuge mit diffraktiven Strukturen zu versehen, die anschließend während des Produktionsprozesses in unterschiedlichste Kunststoffbauteile abgeformt werden.

Beispiele für laser-geschriebene diffraktive Bilder und Sicherheitshologramme (Quelle: LLG e.V., U-NICA AG)

Beispiel einer lasergeschriebenen diffraktiven Markierung auf einem Spritzgusswerkzeug aus Hartmetall

Abgeformtes Plastikteil mit integrierter diffraktiver Markierung

Diffraktive Markierung (Gläser)

Excimer-Laser bieten für die Bearbeitung und Markierung von Glas einzigartige Vorteile. Ihre kurzen Wellenlängen im ultravioletten Spektralbereich werden von Glas stark absorbiert und bieten gegenüber sichtbaren Wellenlängen eine nochmals gesteigerte räumliche Auflösung. Für die meisten Gläser bietet der ArF-Excimerlaser (Wellenlänge 193 nm) die besten Ergebnisse. Für die kontrastreiche, diffraktive Markierung verschiedenster Industriegläser wird mittels Maskenprojektion ein mikrometerfeines Reliefgitter in die Glasoberfläche strukturiert, welches das Innere einer vorgegebenen Makrokontur ausfüllt. Ähnlich den holographischen Sicherheitsmerkmalen auf Banknoten schillert der strukturierte Bereich je nach Beleuchtung in allen Spektralfarben. Eine derartige, auch maschinell auslesbare Strukturierung ist ohne Schwächung der Glasmatrix möglich. Vielfältige Markierungen in Form von Logos, Schriftzügen oder Codes können realisiert werden, auf planen wie auf gekrümmten Glasoberflächen.

Weiterführende Informationen:

J. Meinertz, J. Ihlemann
Effiziente diffraktive Markierung von Glasoberflächen mittels ArF-Excimerlaser
DGaO-Proceedings P30 (2019)
https://www.dgao-proceedings.de/download/120/120_p30.pdf

J. Meinertz, A. Gödecke , L.J. Richter, J. Ihlemann
Fast fabrication of diffractive patterns on glass by excimer laser ablation
Optics and Laser Technology 152, 108148 (2022)
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S003039922200305X

Diffraktive Wirkung eines Mikro-Reliefs

Oberflächenrelief in Glas

Diffractive marking

Diffraktiver QR-Code

Funktionale Oberflächen

Nanostrukturen haben ein großes Potential, Oberflächen mit speziellen Funktionalitäten auszustatten, ohne die sonstigen Eigenschaften eines Bauteils zu verändern.

Erzeugung von superhydrophoben Oberflächen mit ultrakurzen Laserpulsen

Durch besondere Mikro- oder Nanostrukturen lassen sich auf bestimmten Materialien (z.B. Polypropylene) superhydrophobe Oberflächeneigenschaften auf der Basis des Lotus-Effekts erzeugen. Die bisherigen Verfahren zur Erzeugung der genannten Oberflächenfunktionalität basieren entweder auf chemischen Oberflächenmodifikationen, oder sind auf spezielle Beschichtungsverfahren begrenzt. Ein kostengünstiges Replikationsverfahren ermöglichen diese Methoden allerdings nicht. Daher wurde im LLG in Zusammenarbeit mit mehreren Projektpartnern ein Verfahren entwickelt, mit dessen Hilfe sich Replikationswerkzeuge mit periodischen Mikrostrukturen herstellen lassen. Um eine hohe Lebensdauer der Werkzeuge zu gewährleisten, ist es notwendig, sie aus wiederstandsfähigen Materialien wie z.B. Werkzeugstahl herzustellen. Wegen der hohen Wärmeleitfähigkeit solcher Materialien müssen ultrakurze Laserpulse für die Oberflächenstrukturierung im Mikro- oder Nanometerbereich verwendet werden. Um die verfügbare Laserleistung optimal zu nutzen, werden hocheffiziente diffraktive Phasenmasken eingesetzt. Hierfür kam eine vom LLG eingeführte Methode zum Einsatz (Journal of Laser Micro/Nanoengineering 4, 100 (2009), Appl. Phys. A101, 225 (2010)).
Die so hergestellten Phasenelemente können zur schnellen und effizienten Laserbearbeitung von metallischen Formeinsätzen verwendet werden. In einem darauf folgenden Abformungsverfahren lassen sich die lasererzeugten Mikrostrukturen auf Kunststoffoberflächen in Form von periodischen Mikrozäpfchen übertragen, wodurch die gewünschte Benetzungseigenschaft erzielt wird.

Laserstrukturierung von Implantat-Oberflächen zur Reduktion der Anhaftung von Knochenzellen

In der modernen Medizin kommen zahlreiche Arten von medizinischen Implantaten zum Einsatz, darunter auch solche, welche nicht dauerhaft im Körper verbleiben. Oft ist ein Einwachsen des Implantats unerwünscht, vor allem bei der Versorgung von Knochenbrüchen mit Hilfe von Trauma-Implantaten oder bei Marknägeln. Daher werden Möglichkeiten gesucht, die Implantatoberfläche dahingehend zu verändern, dass den Knochenzellen die Haftung erschwert und somit Einwachseffekte verringert werden. Eine reduzierte Zelladhäsion auf der Implantatoberfläche verspricht eine komplikationsfreiere Operation bei der Entfernung des Implantates, insbesondere ein verringertes Risiko einer Nervenschädigung.

Häufig wird für Trauma-Implantate oder Marknägel medizinischer Edelstahl als Werkstoff verwendet. Unter der Zielsetzung „Licht als Werkzeug“ wurden gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM) in Bremen verschiedene Methoden zur Oberflächenfunktionalisierung von medizinischem Edelstahl angewandt und hinsichtlich der Zelladhäsion untersucht. Am LLG wurden dazu ultrakurze Pulse zur berührungslosen, topografischen Direktstrukturierung von Edelstahloberflächen eingesetzt. So wurden auf der Probenoberfläche periodische Muster mit einer Periodizität von 0,5-1,5 µm erzeugt mit verschiedenen Strukturtiefen von ca. 200 – 1000 nm.

Die strukturierten Proben wurden mittels Rasterkraftmikroskopie (AFM) und Rasterelektronenmikroskopie (SEM) geprüft und charakterisiert. Anschließend wurden sie zur biologischen Testung mittels Zellkultur am Fraunhofer IFAM mit osteoblastenähnlichen MG63-Zellen behandelt. Es erfolgte eine optische Auswertung des Einflusses der Strukturen auf die Zellen mittels Fluoreszenzmikroskopie. Dabei zeigten sich in allen strukturierten Bereichen der Proben eine deutlich verminderte Zellbedeckung sowie eine stark verringerte Zellvernetzung. Damit konnte gezeigt werden, dass es möglich ist, durch periodische Strukturierung eine reduzierte Zelladhäsion auf Implantatoberflächen hervorzurufen.

Mikrozäpfchen auf Kunststoffflächen nach Abformung von laserbestrahlten Prägewerkzeugen zur Erzeugung superhydrophober Benetzbarkeit

AFM- und SEM-Aufnahme des strukturierten Bereichs der Edelstahlprobe mit einer Periode von 1,0 µm und einer Strukturtiefe von ca. 800 nm

Fluoreszenzmikroskopische Aufnahme einer Edelstahlprobe, behandelt mit osteoblastenähnlichen MG63-Zellen (Zytoskelett angefärbt mit Alexa-568 Phalloidin, Zellkern mit DAPI); der strukturierte Probenbereich ist der dunklere Bereich, in dem deutlich weniger Zellen/Zellvernetzungen zu sehen sind. Bild wurde zur Verfügung gestellt von Dr. Ingo Grunwald, Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM

Phasenkontrollierte Interferenzmethode

Eine sehr viel versprechende Methode zur Erzeugung periodischer Nanostrukturen ist die interferometrische Lasermaterialbearbeitung. Hier wird ein Laserstrahl in verschiedene Teilstrahlen aufgeteilt und diese mit einer geeigneten Optik auf der Probe wieder überlagert. Das resultierende Interferenzmuster führt, bei ausreichend hoher Laserintensität, zu einem periodischen Materialabtrag. Die Form der Intensitätsverteilung kann über die Einfallswinkel, Intensitäten, Polarisationsrichtungen und vor allem durch die Phasenbeziehungen der Teilstrahlen untereinander gesteuert werden.

Ein von uns eingeführtes Verfahren bietet die Möglichkeit durch phasengesteuerte Mehrstrahlinterferenz hochkomplexe periodische 2D-Strukturen mit großer Variabilität herzustellen.

Komplexe periodische Oberflächenstrukturen, hergestellt durch phasenkontrollierte interferometrische Kurzpuls-Laserablation

Funktionsprinzip der phasengesteuerten interferometrischen Materialbearbeitung

Erzeugung von Sub-Wellenlängen-Strukturen mittels direkter Laserbestrahlung

Submikrometergroße Strukturen auf der Oberfläche von technischen Werkstoffen können besondere optische, mechanische und biologische Funktionalitäten hervorrufen. Die Anwendungsmöglichkeiten solcher funktionalisierter Oberflächen sind daher äußerst umfangreich, wobei die Topologie der Oberflächenstrukturen auf bestimmte Anwendungen hin optimiert werden kann. Allgemein geht der Trend zu immer kleineren Strukturgrößen. Die Erzeugung solcher Strukturen durch direkte Laserablation ermöglicht dabei günstige, schnelle und flexible Fertigungsverfahren. Unsere früheren Studien zeigten, dass der Einsatz von kurzen UV-Pulsen, mithilfe einer Kombination aus Maskenabbildung und Mehrstrahlinterferenz, die Erzeugung von hochaufgelösten periodischen Strukturen durch direkte Laserbestrahlung erlaubt. Dabei ist die Strukturauflösung jedoch durch die Numerische Apertur der verwendeten Optik und durch Beugung begrenzt, so dass Strukturperioden von weniger als der 1,5 fachen Wellenlänge nicht realisiert werden konnten. Mithilfe eines neuartigen Ansatzes konnten wir nun neue Wege zur Erzeugung von Subwellenlängen-Perioden durch direkte Laserstrukturierung aufzeigen. Kern der Idee ist die Reduzierung der Strukturgröße durch Fluenzbegrenzung gefolgt von einer Mehrfachbestrahlung der Oberfläche.

Jede periodische Oberflächenstruktur weist eine sogenannte ‚Einheitszelle‘ auf, deren Topologie sich entlang eines ein- oder zweidimensionalen Rasters wiederholt. Im einfachsten Fall beinhaltet die Einheitszelle (Länge der Diagonale D) lediglich ein einzelnes Merkmal. Die Erzeugung von Subwellenlängen-Perioden geschieht in folgenden drei Schritten: 1) Ablative Bestrahlung der Probe mit einem Interferenzmuster; 2) Verschiebung des Musters um D/2 (im Allgemeinen um einen Betrag kleiner als die Größe der Einheitszelle); 3) Erneute ablative Bestrahlung der Probe. Als Ergebnis entsteht ein Muster mit einer erhöhten Fülldichte und einer entsprechend reduzierten Periodizität. Eine wichtige Eigenschaft des optischen Aufbaus ist die verkleinernde Abbildung, mit deren Hilfe sehr kleine, präzise laterale Translationen des projizierten Interferenzmusters erreicht werden können. Dazu wird anstatt des Werkstücks der diffraktive Strahlteiler verschoben. Dies resultiert in einer stark verkleinerten lateralen Verschiebung des Musters auf dem Werkstück. Folglich verursacht eine einfach kontrollierbare, mikrometergroße Bewegung einer Komponente einen Versatz des Bestrahlungsmusters, der in der Größenordnung von 100 nm liegt.

In einem Praxistest der neuen Methode wurden Polyethylensulfon (PES) Proben mit 500 fs langen Pulsen der Wellenlänge 248 nm bestrahlt. Nach Reduzierung der Fluenz von 500 mJ/cm²auf 50 mJ/cm² konnte die Größe der einzelnen Merkmale signifikant verkleinert werden. Nach Verschiebung des Interferenzmusters und erneuter Bestrahlung resultiert eine Topologie erhöhter Dichte.

Schematische Darstellung der Kombination aus Maskenprojektion und Mehrstrahlinterferenz

Produkte und Dienstleistungen

Wir bieten auf Kundenwünsche angepasste UV-Femtosekunden-Lasersysteme, spezielle Hohlfaservorrichtungen zur Pulskompression, Phasenmasken/Dielektrische Masken und Machbarkeitsstudien zur Mikro/Nanostrukturierung an.

Kontaktieren Sie uns!

Wir freuen uns darauf, maßgeschneiderte Lösungen für Ihre Probleme zu entwickeln.

Ansprechpartner:

Abteilungsleiter
Dr. Peter Simon
„Kurze Pulse / Nanostrukturen“

Tel.: +49(0)551/5035-21
FAX: +49(0)551/5035-99
peter.simon@ifnano.de

Ansprechpartner für
Nanostrukturtechnologie:

Dr. Jürgen Ihlemann

Tel.: +49(0)551/5035-44
Fax: +49(0)551/5035-99
juergen.ihlemann@ifnano.de

Gestreckte flexible Hohlfaser zur Pulskompression

Für die Kompression leistungsstarker Laserpulse auf eine Dauer von wenigen Femtosekunden haben sich gasgefüllte Hohlwellenleiter zur spektralen Verbreiterung der Pulse fest etabliert. Bei den bislang bekannten technischen Realisierungen war die Länge der Hohlfaser auf ~1m begrenzt. Somit waren die maximal erzielbare spektrale Verbreiterung und die dadurch ermöglichte Pulskompression, die maximal mögliche Transmission, sowie die maximal mögliche Energie, die durch die Faser transportiert werden kann, begrenzt.

HCF-IFNANO

Durch die Einführung einer neuartigen Faservorrichtung basierend auf gestreckten, flexiblen Hohlfasern ist es uns gelungen, nahezu beliebige Faserlängen zu realisieren. Somit fällt eine entscheidende frühere Begrenzung weg, wodurch die Optimierungsstrategie für die Faser-Parameter neu definiert werden kann. Mit der neuen Faserarchitektur konnte der bislang größte Kompressionsfaktor gezeigt werden. Darüber hinaus konnte die Kompression von CEP-stabilisierten Pulse bei 1 kHz auf ~3.5 fs mit einer Energie von ca. 3.5 mJ, d.h. mit TW Spitzenleistung erreicht werden. Als weiterer Rekord ist es mithilfe unserer Technologie gelungen, 10 fs lange Pulse mit 3,2 mJ bei 100 kHz, also mit einer Durchschnittsleistung von über 300 W zu erzeugen.

Verfügbare Innendurchmesser 250 µm – 700 µm
Verfügbare Längen 0,3 m – 8 m

Phasenmasken und dielektrische Masken

Phasenmasken wirken im Idealfall nur auf die Phase und nicht die Amplitude des durchtretenden Lichts und sind somit verlustärmer als Amplitudenmasken. UV-transparente Phasenmasken aus SiO₂ werden nach einem patentierten Verfahren durch Laserablation kundenspezifisch gefertigt. Insbesondere Masken mit mittleren Strukturgrößen im Bereich von 10 µm bis zu einigen 100 µm, die beispielsweise als diffraktive Strahlteiler oder als Projektionsmasken für verkleinernde Abbildungen eingesetzt werden sollen, sind mit diesem Verfahren herstellbar. Sie werden für die jeweilige Anwendungswellenlänge, die im Bereich von 193 nm bis zum nahen Infrarot liegen kann, optimiert.

Als dielektrische Masken werden strukturierte reflektierende dielektrische Schichtsysteme auf transparenten Substraten bezeichnet. Es sind somit Amplitudenmasken, die aus Bereichen mit unterschiedlicher Transmission, im Extremfall 0 und 1 bestehen. Derartige Masken können durch ablative Strukturierung von optischen Schichtstapeln kundenspezifisch hergestellt werden. Aufgrund der im Vergleich zu konventionellen Chrom-Masken deutlich erhöhten Strahlungsfestigkeit werden sie vorwiegend in Hochleistungsanwendungen (Lasermaterialbearbeitung) eingesetzt.

Flyer: Fused silica phase masks

Strahlteilung und strukturierte Beleuchtung

Dielektrische Maske für 532 nm

Höhenprofil einer linearen Phasenmaske

Höhenprofil einer Kreuz-Phasenmaske

Machbarkeitsstudien zur Mikro/Nanostrukturierung

Wir bieten Beratung und Machbarkeitsstudien zu Laser-Mikro/Nanostrukturierung einschließlich Erprobungen, Musterherstellung oder Kleinserienfertigung an.

Typische Beispiele:

• Tribologisch optimierte Komponenten
• Diffraktive Markierung und optische Sicherheitsmerkmale
• Mikromechanische und mikrofluidische Komponenten
• Düsenlöcher, Lochraster und Mikrokanäle
• Funktionalisierung von Oberflächen
• Mikrooptische Komponenten (Mikrolinsen, Masken, diffraktive Elemente)

Flyer: Laser based fabrication of micro optics

Excimerlaser-Bearbeitungsstation

Abteilungsmitarbeiter*innen

Dr. Peter Simon

Abteilungsleiter

E-Mail: peter.simon@ifnano.de
Tel.: +49 551 5035-21

Dr. Jürgen Ihlemann

Ansprechpartner für Nanostrukturtechnologie

E-Mail: juergen.ihlemann@ifnano.de
Tel.: +49 551 5035-44

Nastaran Bakhtiari

Mitarbeiterin

E-Mail: nastaran.bakhtiari@ifnano.de
Tel.: +49 551 5035-29

Jan-Hendrik Klein-Wiele

Mitarbeiter

E-Mail: jan-hendrik.klein-wiele@ifnano.de
Tel.: +49 551 5035-29

Dr. Jörg Meinertz

Mitarbeiter

E-Mail: joerg.meinertz@ifnano.de
Tel.: +49 551 5035-47

Andreas Röben

Doktorand

E-Mail: andreas.roeben@ifnano.de
Tel.: +49 551 5035-47

Dr. Lukas Janos Richter

Mitarbeiter

E-Mail: lukas.richter@ifnano.de
Tel.: +49 551 5035-57

Hendrik Wrigge

Doktorand

E-Mail: hendrik.wrigge@ifnano.de
Tel.: +49 551 5035-28

Veröffentlichungen

Publikationen

L. Fütterer, C.M. Beckmann, J. Ihlemann:
Viscoelastic deformation of borosilicate glass substrates induced by a laser-patterned silicon suboxide film
Applied Physics A 129, 107 (2023)
L.J. Richter, U. Ross, M. Seibt, J. Ihlemann:
Excimer laser surface patterning for photoluminescence enhancement of silicon nanocrystals
Photonics 10, 358 (2023)
J. Meinertz, L.J. Richter, C.M. Beckmann, J. Ihlemann:
Precision marking of glass with excimer lasers
PhotonicsViews 2/2023, p. 62
J. Ihlemann, A. Blumenstein, J.-H. Klein-Wiele, P. Simon:
Periodic Surface Structures by Laser Interference Ablation
in: Ultrafast Laser Nanostructuring – The Pursuit of Extreme Scales, Razvan Stoian, Jörn Bonse eds.
Springer Series in Optical Sciences 239, 495 (2023)
J. Meinertz, L.J. Richter, J. Ihlemann:
Phase masks for laser interference processing
IVAM Hightech-Magazin ››inno‹‹ – Photonics – The Power of Light 84, 4 (2023)
A. Blumenstein, P. Simon, J. Ihlemann
High-Resolution Laser Interference Ablation and Amorphization of Silicon Nanomaterials 13, 2240 (2023)

Konferenzbeiträge

J. Ihlemann, J. Oltmanns, F. Kleinwort, J.-H. Klein-Wiele, P. Simon:
Ultrafast nanostructuring utilizing interference techniques and plasmonic effects
Invited Paper, SPIE Photonics West, Conference 12408 Laser Applications in Microelectronic and Optoelectronic Manufacturing (LAMOM) XXVIII, Paper 12408-18, San Francisco, USA (01-02.2023)
L. J. Richter, J. Ihlemann:
Laser implantation of plasmonic nanoparticles for photoluminescence enhancement of silicon quantum dots
SPIE Photonics West, Nanoscale and Quantum Materials: From Synthesis and Laser Processing to Applications San Francisco, USA (01-02.2023)
M. Zhan, V. Oliver, A. Kreiner, H. Wrigge, P. Simon, T. Nagy, A. Guggenmos:
SAVANNA-HP: a stretched flexible hollow-core fiber compressor for high-power lasers
Proc. SPIE PC12414, High-Power Laser Materials Processing: Applications, Diagnostics, and Systems XII, PC1241406 (17 March 2023)
J. Ihlemann, J.-H. Klein-Wiele, F. Kleinwort:
Periodic structures created by laser interference irradiation
Invited Paper, E-MRS Spring meeting, Symposium L, Making light matter: lasers in material sciences and photonics
Strasbourg, France (05-06.2023)
L. J. Richter, C. M. Beckmann, J. Ihlemann:
Black marking of titanium containing commercial glass
Lasers in Manufacturing Conference LiM 2023 München (06.2023)
L. J. Richter, J. Ihlemann:
Laser based Methods for Photoluminescence Enhancement of Silicon Nanocrystals in a Silicon Suboxide Matrix
CLEO Europe, CK – MICRO- AND NANO-PHOTONICS München (06.2023)
A. Röben, C. M. Beckmann, J. Ihlemann
Laserbasierte Spannungskompensation bei Glassubstraten in der Dünnschichttechnologie (LabaKom)
F.O.M-Konferenz 2023: „FRÜHFÖRDERUNG VON INNOVATIONSIDEEN DURCH IGF IN OPTIK, PHOTONIK, ANALYSEN- UND MEDIZINTECHNIK“
Online (11.2023)

Publikationen

P. N. Terekhin, J. Oltmanns, A. Blumenstein, D. S. Ivanov, F. Kleinwort, M. E. Garcia, B. Rethfeld, J. Ihlemann and P. Simon:
Key role of surface plasmon polaritons in generation of periodic surface structures following single-pulse laser irradiation of a gold step edge
Nanophotonics 11(2), 359–367 (2022)
C. M. Beckmann, L. J. Richter, J. Ihlemann:
Freeform shaping of fused silica substrates via viscous deformation induced by a laser patterned, stressed film
Optics Express 30, 6726 (2022)
J. Meinertz, A. Gödecke, L.J. Richter, J. Ihlemann:
Fast fabrication of diffractive patterns on glass by excimer laser ablation
Optics and Laser Technology 152, 108148 (2022)
J. Ihlemann, L. J. Richter, J. Meinertz, J. Wunderlich, N. Schindler, A. Günther, B. Oberleiter, T. Rainer:
Glass marking by laser transfer implantation (LTI) of plasmonic nanoparticles
Optics and Laser Technology 155, 108371 (2022)
L. J. Richter, C .M. Beckmann, J. Ihlemann:
UV laser generated micro structured black surface on commercial TiO₂-containing glass
Applied Surface Science 601, 154231 (2022)
L. J. Richter, J. Ihlemann:
Photoluminescence enhancement of silicon nanocrystals by excimer laser implanted gold nanoparticles
Applied Physics A 128, 764 (2022)
M. Edakubo, L. J. Richter, Y. Haraguchi, H. Aruga-Katori, J. Ihlemann, G. Miyaji:
Improvement of optical transmittance of SiO₂ surface by femtosecond-laser-induced homogeneous nanostructure formation
Optical Materials Express 12, 3982 (2022)

Konferenzbeiträge

L. J. Richter, J. Ihlemann:
Laser based methods for photoluminescence enhancement of silicon nanocrystals
16^th International Conference on Laser Ablation COLA 2021/22
Matsue, Japan (04.2022)
M.Edakubo, Y. Haraguchi, H. Aruga-Katori, G. Miyaji, L.J. Richter, J. Ihlemann:
Homogeneous Nanostructures on SiO₂ formed with Femtosecond Laser Pulses and Improvement of Optical Transmittance
16^th International Conference on Laser Ablation COLA 2021/22
Matsue, Japan (04.2022)
P. N. Terekhin, J. Oltmanns, D.S. Ivanov, F. Kleinwort, M.E. Garcia, J. Ihlemann, P. Simon, B. Rethfeld:
Role of Surface Plasmon Polaritons in Nanophotonics and Nanostructuring
CLEO: Applications and Technology 2022
San Jose, USA (05.2022)
A. Röben, C. Beckmann, J. Ihlemann:
Stress based figure correction and surface-metrology of optical substrates
Humboldt meets Leibniz – Emerging Topics in Optics and Photonics
Hannover (06.2022)
J. Ihlemann, L.J. Richter, C.M. Beckmann, J. Meinertz:
High resolution UV laser marking of glass surfaces
The 23rd International Symposium on Laser Precision Microfabrication – LPM2022
Dresden (06.2022)
C. M. Beckmann, L. Fütterer, L. J. Richter, J. Ihlemann:
Freeform shaping of silicate glass substrates via a viscous deformation and a laser patterned, stressed film
26^th International Congress on Glass (ICG)
Berlin (07.2022)
J. Ihlemann, L. J. Richter, C. M. Beckmann, J. Meinertz:
High resolution UV laser marking of glass surfaces
26^th International Congress on Glass (ICG)
Berlin (07.2022)
A. Röben, C. M. Beckmann, J. Ihlemann:
Formkorrektur von Glassubstraten in der Dünnschichttechnologie
mittels ArF-Excimer-Laser Bestrahlung
Arbeitskreistreffen des PhotonicNet-AK DUV/VUV-Optik
Alzenau (10.2022)
J. Ihlemann, L. J. Richter, C. M. Beckmann, J. Meinertz:
Laser based fabrication of photonic nanostructures and nanoparticlesCINSaT autumn colloquium
Kassel (11.2022)
C. M. Beckmann, A. Röben, J. Ihlemann:
Laserbasierte Spannungskompensation bei Glassubstraten in der Dünnschichttechnologie
F.O.M.-Konferenz 2022: Gemeinsamer Fortschritt durch IGF-Vorlaufforschung in Optik, Photonik und Medizintechnik
Berlin (11.2022)
J. Meinertz, L. J. Richter, C. M. Beckmann, J. Ihlemann:
UV-Laserbasierte Markierung von Glasoberflächen
Workshop Laserbearbeitung von Glaswerkstoffen
Nürnberg (12.2022)

Publikationen

L. J. Richter, C. Beckmann, J. Meinertz, J. Ihlemann:
Fused Silica Phase Masks Enhance Laser Processing and Microscopy, Photonics Spectra, July 2021, p. 56-61
Simon, J. Ihlemann, J. Bonse:
Editorial: Special Issue “Laser-Generated Periodic Nanostructures”, Nanomaterials 11, 2054 (2021)
J. Oltmanns, P.N. Terekhin, F. Kleinwort, A. Blumenstein, D.S. Ivanov, M.E. Garcia, B. Rethfeld, J. Ihlemann, P. Simon:
Influence of the Laser Beam Shape on Laser-Induced Periodic Surface Structure Formation Assisted by Surface Plasmon Polaritons,JLMN-Journal of Laser Micro/Nanoengineering 16 (3), 199 (2021)

Konferenzbeiträge

E. Shestaev, S. Hädrich, N. Walter, T. Nagy, P. Simon, A. Blumenstein, A. Klenke, R. Klas, J. Buldt, H. Stark, M. Gebhardt, S. Breitkopf, C. Gaida, P. Jójárt, I. Seres, Z. Várallyay, Á. Börzsönyi, T. Eidam, J. Limpert:
CEO-stable pulses from a 1kW fiber CPA, Proceedings Volume 11676, Frontiers in Ultrafast Optics: Biomedical, Scientific, and Industrial Applications XXI; 116760K (2021) https://doi.org/10.1117/12.2577617, Event: SPIE LASE, 2021, Paper 11676-16, Virtual (03.2021)
P. N. Terekhin, J. Oltmanns, A. Blumenstein, D.S. Ivanov, F. Kleinwort, M. E. Garcia, B. Rethfeld, J. Ihlemann, P. Simon:
Design of periodic structures by surface plasmon polaritons excitation, DPG-Spring meeting on Surface Science, Virtual (03.2021)
J. Oltmanns, P. N. Terekhin, D. S. Ivanov, A. Blumenstein, F. Kleinwort, M. E. Garcia, B. Rethfeld, J. Ihlemann, P. Simon:
Investigation of the plasmonic nature of laser-induced periodic surface structures, The 22nd International Symposium on Laser Precision Microfabrication (LPM 2021), Virtual (06.2021)
L. Fütterer, C. Beckmann, J. Ihlemann:
Viscoelastic deformation of glass substrates by laser patterned stressed films, DPG-Workshop Applied photonics, Bad Honnef (09.2021)
L. J. Richter, J. Ihlemann:
Laser-based methods for luminescence enhancement of Si-nanocrystals by coupling to plasmonic nanoparticles, DPG-Workshop Applied photonics,
Bad Honnef (09.2021)
P. N. Terekhin, F. Kleinwort, J. Oltmanns, A. Blumenstein, D. S. Ivanov, M. E. Garcia, J. Ihlemann, P. Simon, B. Rethfeld:
Evidence of plasmonic nature of self-arranged surface nanostructuring after single femtosecond laser pulse irradiation, DPG-Workshop Applied photonics, Bad Honnef (09.2021)

Publikationen

J.-H. Klein-Wiele, A. Blumenstein, P. Simon, J. Ihlemann:
Laser interference ablation by ultrashort UV laser pulses via diffractive beam management
Advanced Optical Technologies 9, 41 (2020)
J. Meinertz, L.J. Richter, C.M. Beckmann, J. Ihlemann:
Quarzphasenmasken für Mikroskopie und Lasermaterialbearbeitung
Photonik 1.2020, p. 49
A. Blumenstein, E.S. Zijlstra, D.S. Ivanov, S.T. Weber, T. Zier, F. Kleinwort, B. Rethfeld, J. Ihlemann, P. Simon, M.E. Garcia:
Transient optics of gold during laser irradiation: from first principles to experiment
Physical Review B 101, 165140 (2020)
C.M. Beckmann, J. Ihlemann:
Figure correction of borosilicate glass substrates by nanosecond UV excimer laser irradiation
Optics Express 28, 18681 (2020)
Avakyan, V. Durimanov, D. Nemesh, V. Srabionyan, J. Ihlemann, L. Bugaev:
Theoretical approach for calculation of dielectric functions of plasmonic nanoparticles of noble metals, magnesium and their alloys
Optical Materials 109, 110264 (2020)
Takaya, G. Miyaji, I. Takahashi, L.J. Richter, J. Ihlemann:
Fabrication of periodic nanostructures on silicon suboxide films with plasmonic near-field ablation induced by low-fluence femtosecond laser pulses
Nanomaterials 10, 1495 (2020)
A. Blumenstein, M.E. Garcia, B. Rethfeld, P. Simon, J. Ihlemann, D.S. Ivanov:
Formation of periodic nanoridge patterns by ultrashort single pulse UV laser irradiation of gold
Nanomaterials 10, 1998 (2020)
M. Ouillé, A. Vernier, F. Böhle, M. Bocoum, A. Jullien, M. Lozano, J.-P. Rousseau, Z. Cheng, D. Gustas, A. Blumenstein, P. Simon, S. Haessler, J. Faure, T. Nagy, R. Lopez-Martens:
Relativistic-intensity near-single-cycle light waveforms at kHz repetition rate
Light Sci Appl 9, 47 (2020) https://doi.org/10.1038/s41377-020-0280-5
K. Oliver Böker, F. Kleinwort, J.-H. Klein-Wiele, P. Simon, K. Jäckle, S. Taheri, W. Lehmann, A. F. Schilling:
Laser Ablated Periodic Nanostructures on Titanium and Steel Implants Influence Adhesion and Osteogenic Differentiation of Mesenchymal Stem
CellsMaterials 2020 13, 3526; doi:10.3390/ma13163526
T. Nagy, P. Simon, L. Veisz:
High-energy few-cycle pulses: post-compression techniques
Advances in Physics: X, 6:1, 1845795, DOI: 10.1080/23746149.2020.1845795

Konferenzbeiträge

C. M. Beckmann, J. Ihlemann:
Figure correction of borosilicate glass substrates by nanosecond UV-laser irradiation
21^st International Symposium on Laser Precision Microfabrication (LPM)
Virtual (06.20)
P. Simon, J.-H. Klein-Wiele, A. Blumenstein, J. Ihlemann:
Interference ablation by ultrashort laser pulses via diffractive beam management
21^st International Symposium on Laser Precision Microfabrication (LPM)
Invited talk, Virtual (06.20)
J. Ihlemann, J. Meinertz, M. Heinz, T. Fricke-Begemann, M. Dubiel
UV laser micro processing of doped glass
21^st International Symposium on Laser Precision Microfabrication (LPM)
Virtual (06.20)
S. Hädrich, N. Walther, E. Shestaev, T. Nagy, P. Simon, A. Blumenstein, R. Klas, J. Buldt, H. Stark, S. Breitkopf, P. Jójárt, I. Seres, Z. Várallyay, Á. Börzsönyi, T. Eidam, J. Limpert:
High Pulse Energy CEP-stable Few-cycle Pulses at High Average Power: Status of the ELI-ALPS HR2 System
High-brightness Sources and Light-driven Interactions Congress, HILAS, OSA Virtual Event, paper HTh3B.2 (11.20)
T. Nagy, S. Hädrich, P. Simon, A. Blumenstein, N. Walther, R. Klas, J. Buldt, H. Stark, S. Breitkopf, P. Jójárt, I. Seres, Z. Várallyay, T. Eidam, J. Limpert:
Pulse compression to 3-cycle duration beyond 300 W average power
Conference on Lasers and Electro-Optics, CLEO 2020, invited paper SM2H.
S. Hädrich, N. Walther, M. Kienel, P. Simon, T. Nagy, A. Blumenstein, E. Shestaev, R. Klas, J. Buldt, L.-H. Stark, S. Breitkopf, P. Jójárt, Z. Várallyay, K. Osvay, T. Eidam, J. Limpert:
500W, 5mJ, 6fs, CEP-stable few-cycle pulses. An update on the ELI-ALPS HR2 beamline
Fiber Lasers XVII: Technology and Systems, San Francisco, USA, (Invited Talk, Paper 11260-7) (02.20)

Publikationen

V.V. Srabionyan, M. Heinz, S.Y. Kaptelinin, L.A. Avakyan, G.B. Sukharina, A.V. Skidanenko, V.V. Pryadchenko, K.G. Abdulvakhidov, A.S. Mikheykin, V.A. Durymanov, J. Meinertz, J. Ihlemann,
M. Dubiel, L.A. Bugaev:
Effect of thermal post-treatment on surface plasmon resonance characteristics of gold nanoparticles formed in glass by UV laser irradiation,
Journal of Alloys and Compounds 803, 354 (2019)
L. J. Richter, C. Beckmann, J. Meinertz, J. Ihlemann:
Fabrication of Multilevel Fused Silica Diffractive Phase Elements by Laser Processing of Silicon Suboxide,
DGaO-Proceedings A32 (2019)

J. Meinertz, J. Ihlemann:
Effiziente diffraktive Markierung von Glasoberflächen mittels ArF-Excimerlaser,
DGaO-Proceedings P30 (2019)
J.-H. Klein-Wiele, T. Fricke-Begemann, P. Simon, J. Ihlemann:
Complex diffractive surface patterns on metals by UV-ps laser ablation,
Optics Express 27, 28902 (2019)
S. Rung, K. Bokan, F. Kleinwort, S. Schwarz, P. Simon, J.-H. Klein-Wiele, C. Esen, R. Hellmann:
“Possibilities of Dry and Lubricated Friction Modification Enabled by Different Ultrashort Laser-Based Surface Structuring Methods”,
Lubricants 7, 43 (2019)
N. G. Khodakovskiy, M. P. Kalashnikov, V. Pajer, A. Blumenstein, P. Simon, M. M. Toktamis, M. Lozano, B. Mercier, Z. Cheng, T. Nagy, R. Lopez-Martens:
“Generation of few-cycle laser pulses with high temporal contrast via nonlinear elliptical polarisation rotation in a hollow fibre compressor”,
Laser Phys. Lett. 16 095001 (2019)
T. Nagy, S. Hädrich, P. Simon, A. Blumenstein, N. Walther, R. Klas, J. Buldt, H. Stark, S. Breitkopf, P. Jójárt, I. Seres, Z. Várallyay, T. Eidam, J. Limpert:
Generation of three-cycle multi-millijoule laser pulses at 318 W average power,
Optica 6, 1423 (2019)

Konferenz Beiträge

N. G. Khodakovskiy, M. P. Kalashnikov, B. Mercier, V. Pajer, Z. Cheng, M. Lozano, A. Blumenstein, P. Simon, T. Nagy, R. Lopez-Martens:
“High-fidelity few-cycle laser pulses generated via nonlinear ellipse rotation”, Conference on Lasers and Electro-Optics Europe & European Quantum Electronics Conference (CLEO/Europe-EQEC 2019, Münich, Germany, 23-27 June 2019, DOI: 10.1109/CLEOE-EQEC.2019.8873203, (poster, CF-P40 SUN)
S. Hädrich, P. Simon, T. Nagy, A. Blumenstein, R. Klas, J. Buldt, L.-H. Stark, S. Breitkopf, P. Jójárt, Z. Várallyay, K. Osvay, T. Eidam, J. Limpert:
“Spectral Broadening of a 500W, 5mJ Femtosecond Laser”, Conference on Lasers and Electro-Optics Europe & European Quantum Electronics Conference (CLEO/Europe-EQEC) 2019, DOI: 10.1109/CLEOE-EQEC.2019.8873189
J. Ihlemann, A. Blumenstein, F. Kleinwort, J. Oltmanns, D.S. Ivanov, P.N.Terekhin, B. Rethfeld, M. E. Garcia, P. Simon:
Generation of deterministic nanostructures with ultrashort UV pulses under predefined interface boundary conditions,
W05,06-2, INTERNATIONAL SYMPOSIUM: FUNDAMENTALS OF LASER ASSISTED MICRO-&NANOTECHNOLOGIES, FLAMN 2019, Saint-Petersburg, Russia
S. Hädrich, P. Simon, T. Nagy, A. Blumenstein, R. Klas, J. Buldt, L.-H. Stark, S. Breitkopf, P. Jójárt, Z. Várallyay, K. Osvay, T. Eidam, J. Limpert:
“Spectral Broadening of a 500W, 5mJ Femtosecond Laser”, 7th International Conference on Attosecond Science and Technology, Atto 2019, Szeged, Hungary
A. Blumenstein, D.S. Ivanov, E.S. Zijlstra, M.E. Garcia, B. Rethfeld, J. Ihlemann, P. Simon:
Gold Surface Nanostructuring with Ultrashort Laser Pulses – Study of Non-equilibrium Effects, FemtoMat 2019, Femtomat, March 18–20, 2019, Mauterndorf Castle, Mauterndorf, Salzburg, Austria
S. Hädrich, P. Simon, T. Nagy, A. Blumenstein, N. Walther, M. Kienel, E.Shestaev, F. Stutzki, C. Gaida, S. Breitkopf, P. Jójárt, Z. Várallyay, K. Osvay, T. Eida, J. Limpert:
3.2-mJ sub-10-fs pulses at 100 kHz Advanced Solid State Laser Conference 2019, Vienna, Austria, 29 September- 3 October 2019, (postdeadline talk, ATu6A.2)
S. Breitkopf, S. Hädrich, M. Kienel, P. Jójárt, Z. Várallyay, K. Osvay, .P. Simon, T. Nagy, A. Blumenstein, R. Klas, J. Buldt, L.-H. Stark, E. Shestaev , T. Eidam, J. Limpert:
Yb-doped fiber laser system with 1kW, 10mJ and <300fs pulse for the generation of TW class few-cycle pulses, Ultrafast Optics XII 2019, Bol, Croatia, 6-11 October 2019, (regular talk, TU8.4)

Publikationen

M. Heinz, V.V. Srabionyan, L.A. Avakyan, A.L. Bugaev,
A.V. Skidanenko, V.V. Pryadchenko, J. Ihlemann, J. Meinertz, C. Patzig, M. Dubiel, L.A. Bugaev:
Formation and implantation of gold nanoparticles by ArF-excimer laser irradiation of gold-coated float glass,
Journal of Alloys and Compounds 736, 152 (2018)

L. Avakyan, M. Heinz, A. Skidanenko, K.A. Yablunovskiy, J. Ihlemann, J. Meinertz, C. Patzig, M. Dubiel, L. Bugaev:
Insight on agglomerates of gold nanoparticles in glass based on surface plasmon resonance spectrum: Study by multi-spheres T‑matrix method,
Journal of Physics: Condensed Matter 30, 045901 (2018)

N. Wang, T. Fricke-Begemann, P. Peretzki, J. Ihlemann, M. Seibt:
Formation of porous silicon oxide from substrate-bound silicon rich silicon oxide layers by continuous-wave laser irradiation,
Journal of Applied Physics 123, 093104 (2018)

M. Heinz, V.V. Srabionyan, L.A. Avakyan, A.L. Bugaev, A.V. Skidanenko, S.Yu. Kaptelinin, J. Ihlemann, J. Meinertz, C. Patzig, M. Dubiel, L.A. Bugaev:
Formation of bimetallic gold-silver nanoparticles in glass by UV laser irradiation,
Journal of Alloys and Compounds 767, 1253 (2018)

T. Fricke-Begemann, J. Ihlemann:
Hybrid micro-optical elements by laser-based fabrication of Fresnel lenses on the end face of gradient index lenses,
Optics Express 26, 23751 (2018)
L.J. Richter, C.M. Beckmann, J. Meinertz, J. Ihlemann:
Laser Processing of Silicon Suboxide for the Fabrication of Multilevel Fused SilicaDiffractive Phase Elements,
JLMN-Journal of Laser Micro/Nanoengineering 13, 249 (2018)
M. Heinz, J. Meinertz, M. Dubiel, J. Ihlemann:
Excimer laser induced spatially resolved formation and implantation of plasmonic particles in glass,
Nanomaterials 8, 1035 (2018)

Konferenzbeiträge

L.J. Richter, C. Beckmann, J. Meinertz, J. Ihlemann:
Laser processing of silicon suboxide for the fabrication of diffractive phase elements,
DPG Frühjahrstagung, Fachverband Kurzzeit- und angewandte Laserphysik
Erlangen (03.2018)
J. Ihlemann:
Laser processing of silicon suboxide (SiO_x) – from the generation of Si-nanocrystals to the fabrication of diffractive phase elements,
International Workshop on Frontiers in Lasers and Applications (FLA 2018)
Okinawa, Japan (04.2018)
L.J. Richter, C.M. Beckmann, J. Meinertz, J. Ihlemann
Laser processing of silicon suboxide for the fabrication of multilevel fused silica diffractive phase elements,
19th International Symposium on Laser Precision Microfabrication (LPM 2018)
Edinburgh, UK (06.2018)

Publikationen

L. Shi, B. Iwan, R. Nicolas, Q. Ripault, J.R.C. Andrade, S. Han, H. Kim, W. Boutu, D. Franz,
T. Heidenblut, C. Reinhardt, B. Bastiaens, T. Nagy, I. Babushkin, U. Morgner, S. Kim,
G. Steinmeyer, H. Merdji, M. Kovacev:
Self-optimization of plasmonic nanoantennas in strong femtosecond fields, Optica 4, 1038-1043 (2017)

N. Wang, T. Fricke-Begemann, P. Peretzki, K. Thiel, J. Ihlemann, M. Seibt:
Microstructural analysis of the modifications in substrate-bound silicon-rich silicon oxide induced by continuous wave laser irradiation,Journal of Alloys and Compounds 707, 227 (2017)

M. Heinz, M. Dubiel, J. Meinertz, J. Ihlemann, A. Hoell:
Investigation of gold and bimetallic gold/silver nanoparticles in soda-lime-silicate glasses formed by means of excimer laser irradiation, Proc. SPIE 10093, 100930I (2017)

D. S. Ivanov, A. Blumenstein, J. Ihlemann, P. Simon, M. E. Garcia,·B. Rethfeld:
Molecular dynamics modeling of periodic nanostructuring of metals with a short UV laser pulse under spatial confinement by a water layer, Applied Physics A 123, 744 (2017)

Konferenzbeiträge

P. Simon, A. Blumenstein, F. Kleinwort, J. Ihlemann, B. Rethfeld, D.S. Ivanov, M. E. Garcia:
Nano-structure formation on gold and silicon surfaces by laser irradiation, FemtoMat 2017, Mauterndorf, Austria March 2017 (invited talk)
A. Blumenstein, D.S. Ivanov, M.E. Garcia, B. Rethfeld, P. Simon, J. Ihlemann:
Nano ridge formation by ultrashort UV laser irradiation of gold International Conference on Laser Ablation (COLA), Marseille (09.2017)
J. Meinertz, R. Karstens, H. Stark, J. Ihlemann:
Periodic patterning of glass by phase mask projection International Conference on Laser Ablation (COLA), Marseille (09.2017)
T. Fricke-Begemann, K. Rewerts, N. Wang, P. Peretzki, C. Gobert, M. Seibt, J. Ihlemann:
Laser annealing of SiO_x films for the generation of luminescent silicon nanoclusters and nanocrystals International Conference on Laser Ablation (COLA), Marseille (09.2017)
J. Ihlemann: DUV/VUV-Laser-Mikrobearbeitung transparenter Materialien PhotonicNet Arbeitskreistreffen DUV-VUV Göttingen (11.2017) J. Ihlemann:
UV-Laser-Mikro- und Nanostrukturierung von Glas Workshop Laserbearbeitung von Glaswerkstoffen, Nürnberg (12.2017)

D. Tasche, C. Gerhard, J. Ihlemann, W. Viöl:
Einfluss des Wasserstoffgehaltes und Stöchiometrieverhältnisses von O und Si auf die Excimerlaserablation von Quarzglas,
18. Fachtagung für Plasmatechnologie PT-18, Göttingen (02.2017)

C. Gobert, N. Wang, T. Fricke-Begemann, J. Ihlemann, M. Seibt:
Micro-Raman spectroscopy of laser-annealed reheated SiO_xfilms on silica substrate,
DPG-Frühjahrstagung, Dresden (03.2017)

M. Heinz, M. Dubiel, L. Avakyan, A. Bugaev, L. Bugaev, J. Ihlemann, J. Meinertz:
ArF-excimer laser irradiation of gold coated float glass – formation and implantation of gold nanoparticles,
DPG-Frühjahrstagung, Dresden (03.2017)

M. Heinz, M. Dubiel, J. Meinertz, J. Ihlemann, A. Hoell:
Investigation of gold and bimetallic gold/silver nanoparticles in soda-lime-silicate glasses formed by means of excimer laser irradiation, Synthesis and Photonics of Nanoscale Materials XIV, Photonics West San Francisco (01.2017)

D.S. Ivanov, A. Blumenstein, M.E. Garcia, B. Rethfeld, J. Ihlemann, P. Simon:
Theoretical investigation of periodic nanostructuring mechanism of Au due to UV laser pulse with and without spatial confinement, E-MRS, Spring meeting Strasbourg (05.2017)

J. Ihlemann:
Micro- and Nanopatterning of Surfaces by Short and Ultrashort UV Laser Pulses PhotonicNet-Symposium: Surface Processing,
Göttingen (06.2017)

F. Boehle, A. Blumenstein, A. Vernier, A. Jullien, M. Kretschmar, M. Kovacs, R. Romero, H. Crespo,
P. Simon, T. Nagy, R. Lopez-Martens:
Relativistic-intensity near-single-cycle pulses from a stretched hollow-fiber compressor at 1kHz, SPIE Optics & Optoelectronics 2017, Prague-Czech Republic, 24-27 April 2017

F. Boehle, A. Blumenstein, M. Bocoum, A. Vernier, M. Lozano, J.-P. Rousseau, A. Jullien, D. Gustas,
D. Guénot, J. Faure, M. Kovacs, M. Kretschmar, P. Simon, U. Morgner, T. Nagy, R. Lopez-Martens:
Relativistic-intensity 1.3 optical cycle laser pulses at 1kHz from a stretched hollow-fiber compressor,
CLEO/QELS 2017, San Jose (CA) USA, 14-19 May 2017

F. Boehle, A. Blumenstein, M. Bocoum, A. Vernier, M. Lozano, J.-P. Rousseau, A. Jullien, D. Gustas,
D. Guénot , J. Faure , M. Kretschmar, P. Simon , T. Nagy, R. Lopez-Martens:
Relativistic plasma mirrors at 1kHz, TARG3: Targetry for high repetition rate laser-driven sources,
Salamanca-Spain, 21-23 June 2017

F. Böhle, M. Bocoum, A. Vernier, M. Lozano, J.-P. Rousseau, A. Jullien, D. Gustas, D. Guénot,
J. Faure, M. Kovacs, M. Kretschmar, P. Simon, U. Morgner, T. Nagy, R. Lopez-Martens:
Relativistic-Intensity 1.3 Optical Cycle Laser Pulses at 1kHz from a Stretched Hollow-Core-Fiber Compressor,
CLEO Europe 2017, Munich-Germany, 25-29 June 2017

F. Boehle, A. Blumenstein, M. Bocoum, A. Vernier, M. Lozano, J.-P. Rousseau, A. Jullien, D. Gustas,
D. Guénot, J. Faure, M. Kovacs, M. Kretschmar, P. Simon, U. Morgner, T. Nagy, R. Lopez-Martens:
Relativistic-intensity near-single-cycle laser pulses at 1kHz, Ultrafast Optics XI, Jackson Hole (WY) USA, 8-13 October 2017
P. Simon, A. Blumenstein, F. Kleinwort, J. Ihlemann, B. Rethfeld, D.S. Ivanov, M. e. Garcia: „Nano-structure formation on gold and silicon surfaces by laser irradiation“, FemtoMat 2017, Mauterndorf, Austria, March 2017 (invited talk)

Publikationen

A. B. Borisov, J. C. McCorkindale, S. Poopalasingam, J. W. Longworth, P. Simon, S. Szatmári,
C. K. Rhodes:
Rewriting the rules governing high intensity interactions of light with matter,
Rep. Prog. Phys. 79 046401 (2016)

H. Stolzenburg, P. Peretzki, N. Wang, M. Seibt, J. Ihlemann:
Implantation of plasmonic nanoparticles in SiO₂ by pulsed laser irradiation of gold films on SiO_x-coated fused silica and subsequent thermal annealing,
Applied Surface Science 374, 138 (2016)

R. Karstens, A. Gödecke, A. Prießner, J. Ihlemann:
Fabrication of 250-nm-hole arrays in glass and fused silica by UV laser ablation,
Optics and Laser Technology 83, 16 (2016)

M. Heinz, V.V. Srabionyan, A.L. Bugaev, V.V. Pryadchenko, E.V. Ishenko, L.A. Avakyan,
Y.V. Zubavichus, J. Ihlemann, J. Meinertz, E. Pippel, M. Dubiel, L.A. Bugaev:
Formation of silver nanoparticles in silicate glass using excimer laser radiation: structural characterization by HRTEM, XRD, EXAFS and optical absorption spectra,
Journal of Alloys and Compounds 681, 307 (2016)

A. Tajalli, B. Chanteau, M. Kretschmar, H.G. Kurz, D. Zuber, M. Kovačev, U. Morgner, T. Nagy:
Few-cycle optical pulse characterization via cross-polarized wave generation dispersion scan technique,
Optics Lett. 41, 5246 (2016)

H.G. Kurz, M. Kretschmar, T. Binhammer, T. Nagy, D. Ristau, M. Lein, U. Morgner, M. Kovačev:
Revealing the Microscopic Real-Space Excursion of a Laser-Driven Electron, (see also “Supplementary Information”,
Rev. X 6, 031029 (2016)

M. Dubiel, M. Heinz, V. V. Srabionyan, V. V. Pryadchenko, L. A. Avakyan, Ya. V. Zubavichus,
J. Meinertz, J. Ihlemann, L. A. Bugaev:
Silver nanoparticles in silicate glass prepared by UV laser: dependences of size and atomic structure of particles upon irradiation parameters, Journal of Physics: Conference Series 712, 012110 (2016)

R. Karstens, A. Gödecke, A. Prießner, J. Ihlemann:
UV-laser fabrication of sub-micron hole arrays in glass by phase mask projection,
DGaO Proceedings (2016)

D.S. Ivanov, A. Blumenstein, F. Kleinwort, M. E. Garcia, B. Rethfeld, J. Ihlemann, P. Simon,
V. P. Veiko, E. Jakovlev:
„Molecular Dynamics Modeling of Periodic Nanostructuring of Au with a UV Short Laser Pulse at a High Fluence Regime”,
International Symposium Fundamentals of Laser Assisted Micro– and Nanotechnologies (FLAMN-16), St. Petersburg, 2016

Konferenzbeiträge

A. Blumenstein, E.S. Zijlstra, D.S. Ivanov, M.E. Garcia, B. Rethfeld, J. Ihlemann, P. Simon:
Laser pulse reflectivity changes on gold at elevated electronic temperatures,
HPLA, Santa Fe (2016)

D. Köhne, C. Geisler, P. Simon, A. Egner:
Principles and applications of optical switching assisted imaging and structuring schemes, International Conference on Physics June 2016, New Orleans, USA

R. Karstens, A. Gödecke, A. Prießner, J. Ihlemann:
UV-laser fabrication of sub-micron hole arrays in glass by phase mask projection, 117. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für angewandte Optik, Hannover (05.2016)

J. Ihlemann:
UV-Laser Mikro- und Nanostrukturierung von Oberflächen,
PhotonicNet-Symposium: Funktionalisierte Oberflächen, Göttingen (06.2016)

T. Fricke-Begemann, K. Rewerts, N. Wang, P. Peretzki, M. Seibt, J. Ihlemann:
Formation of silicon nanocrystals by continuous wave laser annealing of SiO_x films,
10th International Conference on Photoexcited Processes and Applications (ICPEPA), Brasov (08-09.2016)

J. Ihlemann:
UV-Laser Mikro- und Nanostrukturierung von Oberflächen und Schichten für optische Anwendungen,
Seminar Nanostrukturen für optische Komponenten, Aachen (09.2016)

H.G. Kurz, M. Kretschmar, T. Binhammer, T. Nagy, D. Ristau, M. Lein, U. Morgner, M. Kovačev:
Probing the Electronic Excursion during High-Order Harmonic Generation,
High-Brightness Sources and Light-Driven Interactions HILAS, Long Beach, California, USA, HT2B.4 (2016)

M. Kretschmar, C. Bree, T. Nagy, H. Kurz, U. Morgner, M. Kovačev:
High-order harmonics as a nonlinear tool to track pulsedynamics along a filament, High-Brightness Sources and Light-Driven Interactions HILAS, Long Beach, California, USA, HS4B.5 (2016)

A. Tajalli, B. Chanteau, M. Kretschmar, H. Kurz, M. Kovacev, U. Morgner, T. Nagy:
Few-cycle pulse characterization using XPW d-scan, High-Brightness Sources and Light-Driven Interactions HILAS,
Long Beach, California, USA, HS3B.5 (2016)

A. Tajalli, B. Chanteau, M. Kretschmar, H. Kurz, M. Kovacev, U. Morgner, T. Nagy:
Full characterization of few-cycle pulses using cross-polarized wave generation d scan technique,
CLEO, San Jose, California, USA, FF1M.8 (2016)

J.-H. Klein-Wiele:
Zell-Adhäsions-Reduzierte Traumaimplantate, F.O.M.-Jahreskonferenz, Berlin 2016

J.-H. Klein-Wiele:
Oberflächenfunktionalisierung zur Adhäsions-Reduzierung von humanen Zellen auf Traumaimplantaten, InnoPlanT-Netzwerktreffen – Thema „Implantatoberflächen“, Erlangen (20.10.2016)

N. Wang, T. Fricke-Begemann, P. Peretzki, M. Seibt, J. Ihlemann:
The formation of nc-Si in SiOx induced by continuous-wave laser irradiation,
DPG-Frühjahrstagung, Regensburg (03.2016)

M. Heinz, M. Dubiel, V. Srabionyan, V. Pryadchenko, L. Avakyan, Y. Zubavichus, J. Meinertz,
J. Ihlemann, L. Bugaev:
Silver nanoparticles in silicate glass prepared by UV laser: correlations between the optical properties and the atomic structure of the silver nanoparticles, 90. Glastechnische Tagung Goslar (06.2016)

N. Wang, T. Fricke-Begemann, K. Rewerts, P. Peretzki, J. Ihlemann, M. Seibt:
The formation of nanocrystaline Si in substrate bound silicon rich silicon oxide by damage free continuous wave laser irradiation, 23rd International Symposium on Metastable, Amorphous and Nanostructured Materials (ISMANAM 2016),
Nara, Japan (07.2016)

N. Wang, T. Fricke-Begemann, P. Peretzki, K. Thiel, M. Seibt, J. Ihlemann:
The micro-structural analysis of damaged region in substrate-bound silicon-rich silicon oxide induced by continuous wave laser irradiation, 23rd International Symposium on Metastable, Amorphous and Nanostructured Materials (ISMANAM 2016)
Nara, Japan (07.2016)

J.-H. Klein-Wiele, C. Dölle, L. Wittig, M. Brandmann, N. Suter, S. Dervis, F. Kleinwort, P. Simon,
I. Grunwald:
Oberflächenfunktionalisierung zur Adhäsions-Reduzierung von humanen Zellen auf Traumaimplantaten, 23. Innovationstag Mittelstand des BMWi, Berlin (2.6.2016)

J.-H. Klein-Wiele, C. Dölle, L. Wittig, M. Brandmann, N. Suter, S. Dervis, F. Kleinwort, P. Simon,
I. Grunwald:
Oberflächenfunktionalisierung zur Adhäsions-Reduzierung von humanen Zellen auf Traumaimplantaten, F.O.M.-Jahreskonferenz,
Berlin (2016)

Publikationen

D. Köhne, T. Fricke-Begemann, R. Weichenhain-Schriever, J. Ihlemann:
Large area silica nano grids by homogeneous high resolution laser patterning of SiO_x-films,
Journal of Laser Micro/Nanoengineering 10, 158 (2015)

T. Fricke-Begemann, N. Wang, P. Peretzki, M. Seibt, J. Ihlemann:
Generation of silicon nanocrystals by damage free continuous wave laser annealing of substrate-bound SiO_xfilms,
Journal of Applied Physics 118, 124308 (2015)

M. Hofmann, J. Hyyti, S. Birkholz, M. Bock, S.K. Das, R. Grunwald, M. Hoffmann, T. Nagy,
A. Demircan, M. Jupé, D. Ristau, U. Morgner, C. Brée, M. Woerner, T. Elsaesser, G. Steinmeyer:
Noninstantaneous polarization dynamics in dielectric media,
Optica 2, 151-157 (2015)

C. Brée, M. Kretschmar, T. Nagy, H.G. Kurz, U. Morgner, M. Kovačev:
Impact of spatial inhomogeneities on on-axis pulse reconstruction in femtosecond filaments,
J. Phys. B 48, 094002 (2015)

D. S. Ivanov, V. P. Lipp, A. Blumenstein, F. Kleinwort, V. P. Veiko, E. Yakovlev, V. Roddatis, M. E. Garcia, B. Rethfeld, J. Ihlemann, P. Simon:
Experimental and theoretical investigation of periodic nanostructuring of Au with ultrashort UV laser pulses near the damage threshold,
Phys. Rev. Applied 4, 064006 (2015)

J. Borisov, J. McCorkindale, S. Poopalasingam, J. Longworth, P. Simon, S. Szatmári, C.K. Rhodes:
Rewriting the rules governing high intensity interactions of light with matter: a review,
Reports on Progress in Physics, IOP Publishing, accepted 18 Mai 2015

Konferenzbeiträge

J. Hyyti, M. Hofmann, S. Birkholz, M. Bock, S.K. Das, R. Grunwald, M. Hoffmann, T. Nagy, A. Demircan, M. Jupé, D. Ristau, U. Morgner, C. Brée, M. Woerner, T. Elsaesser, G. Steinmeyer:
Non-Instantaneous Polarization Dynamics in Resonant Dielectrics,
CLEO/Europe-EQEC 2015 Münich, Germany (regular talk, EE-5b.2 MON)

H.G. Kurz, M. Kretschmar, T. Binhammer, T. Nagy, D. Ristau, M. Lein, U. Morgner, M. Kovacev:
How far does an electron travel during High-Order Harmonic Generation?,
CLEO/Europe-EQEC 2015 Münich, Germany (regular talk, CG-4.3 WED)

A. Blumenstein, M. Kovacev, U. Morgner, P. Simon, T. Nagy:
High-sensitivity measurement of the nonlinear refractive index of noble gases,
DPG Frühjahrstagung 2015, Heidelberg, 23-27 March 2015 (regular talk)

P. Simon:
Creation of periodic nano-structures by short laser pulses, ELI-ALPS 3rd User Workshop,
Szeged, Hungary, November 2015 (invited talk)

F. Kleinwort, J.-H. Klein-Wiele, P. Simon, C. Dölle, I. Grunwald, L. Wittig:
Nanostrukturierung von Implantat-Oberflächen zur Reduzierung der Zelladhäsion,
11.ThGOT u. 10. Thüringer Biomaterial-Kolloquium, Zeulenroda September 2015 (regular talk)

M. Heinz, M. Dubiel, J. Meinertz, J. Ihlemann:
Implantation of gold into pure and silver containing glass by means of ArF-excimer laser irradiation,
Glass & Optical Materials Division and Deutsche Glastechnische Gesellschaft Joint Annual Meeting, Miami (05.2015)

H. Stolzenburg, P. Peretzki, N. Wang, M. Seibt, J. Ihlemann:
Implantation of plasmonic nanoparticles in SiO₂ by pulsed laser irradiation of gold films on SiO_x-coated fused silica and subsequent thermal annealing,
E-MRS Spring meeting, Lille (05.2015)

T. Rainer, J. Ihlemann:
UV-Laserbearbeitung von Glas: Mikrooptische Strukturen und Diffraktive Markierung
Schott Technologietag, Dünnglas als Substrat zur Strukturierung und Beschichtung, Grünenplan (05.2015)

D. Tasche, C. Gerhard, J. Ihlemann, W. Viöl:
The influence of plasma pre-treatment on the laser ablation of fused silica,
20th International Colloquium on Plasma Processes, St. Etienne (06.2015)

T. Fricke-Begemann, J. Ihlemann:
Hybrid micro-optical elements by laser based fabrication of Fresnel lenses on the end face of gr adient index lenses,
4th EOS Conference on Manufacturing and Testing of Optical Components (EOSMTOC 2015), München (06.2015)

M. Kretschmar, C. Brée, T. Nagy, H.G. Kurz, U. Morgner, M. Kovacev:
Direct High-Order Harmonic Radiation as a Tool for the Characterization of Femtosecond Filaments,
CLEO/Europe-EQEC 2015 Münich, Germany (CG-P.9 THU), (06.2015)

C. Dölle, J.-H. Klein-Wiele, J.L. Faccioni, N. Suter, L. Wittig, F. Kleinwort, I. Grunwald:
Licht als Werkzeug: Lichtbasierte biokompatible Oberflächenfunktionalisierung zur Adhäsionsreduzierung von Zellen auf Traumaimplantaten,
Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirugie (DKOU2015), Berlin (10.2015)

C. Dölle, J.-H. Klein-Wiele, J. l. Faccioni, N. Suter, L. Wittig, F. Kleinwort, I. Grunwald:
Licht als Werkzeug – Oberflächenfunktionalisierung zur Adhäsionsreduzierung von humanen Zellen auf Traumaimplantaten,
F.O.M.-Konferenz, Berlin (11.2015 )

N. Wang, T. Fricke-Begemann, P. Peretzki, J. Ihlemann, M. Seibt:
The formation of Si nanocrystals induced by CW laser annealing of silicon-rich silicon oxide,
Microscopy Conference MC, 2015 Göttingen (09.2015)

Publikationen

J. Bekesi, P. Simon, J. Ihlemann:
Deterministic sub-micron 2D grating structures on steel by UV-fs-laser interference patterning,
Appl. Phys. A 114, 69 (2014)

J. Ihlemann, R. Weichenhain-Schriever:
Patterned deposition of thin SiO_x-films by laser induced forward transfer,
Thin Solid Films 550, 521 (2014)

D. Wang, J. Ihlemann, P. Schaaf:
Complex patterned gold structures fabricated via laser annealing and dealloying,
Applied Surface Science 302, 74 (2014)

T. Fricke-Begemann, J. Meinertz, R. Weichenhain-Schriever, J. Ihlemann:
Silicon suboxide (SiO_x): laser processing and applications,
Appl. Phys. A 117, 13 (2014)

J. Ihlemann, R. Weichenhain-Schriever:
Pulsed laser-induced formation of silica nanogrids,
Nanoscale Research Letters 9, 102 (2014)

D. Tasche, C. Gerhard, J. Ihlemann, S. Wienecke, W. Viöl:
The impact of O/Si ratio and hydrogen content on ArF excimer laser ablation of fused silica,
J. Europ. Opt. Soc. Rap. Public. 9, 14026 (2014)

A. Dittrich, T. Fricke-Begemann, J. Ihlemann:
Laser fabrication of silica gratings by ablation and modification of silicone films,
Physics Procedia 56, 927 (2014)
L. Brusberg, M. Neitz, H. Schröder, T. Fricke-Begemann, J. Ihlemann:
Fabrication of Fresnel micro lens array in borosilicate glass by F₂ laser ablation for glass interposer application,
Proc. SPIE 8951, 89510H (2014)

M. Dubiel, M. Heinz, M. Stiebing, J. Meinertz, J. Ihlemann, T. Rainer:
Generation and characterization of plasmonic nanostructures in glass surfaces by means of excimer and solid state laser irradiation,
Proc. SPIE 9163, 9163-58 (2014)

D. Köhne, T. Fricke-Begemann, R. Weichenhain-Schriever, J. Ihlemann:
Large area silica nano grids by homogeneous high resolution laser patterning of SiO_x-films,
Proceedings of LPM2014 – the 15th International Symposium on Laser Precision Microfabrication (2014)

F. Böhle, M. Kretschmar, A. Jullien, M. Kovacs, M. Miranda, R. Romero, H. Crespo,
U. Morgner, P. Simon, R. Lopez-Martens, T. Nagy:
Compression of CEP-stable multi-mJ laser pulses down to 4 fs in long hollow fibers,
Laser Phys. Lett. 11 095401 (2014)

M. Hoffmann, T. Nagy, T. Willemsen, M. Jupé, D. Ristau, U. Morgner:
Pulse characterization by THG d-scan in absorbing nonlinear media,
Optics Express 22, 5234-5240 (2014)

M. Kretschmar, C. Brée, T. Nagy, A. Demircan, H.G. Kurz, U. Morgner, M. Kovačev:
Direct observation of pulse dynamics and self-compression along a femtosecond filament,
Opt. Express 22, 22905-22916 (2014)

F. Böhle, M. Kretschmar, A. Jullien, M. Kovacs, M. Miranda, R. Romero, H. Crespo, U. Morgner,
P. Simon, R. Lopez-Martens, T. Nagy:
“3mJ, 4fs, CEP-stable pulses from long hollow fibers” International Committee on Ultra-Intense Lasers 2014, Goa, India, October 12-17 2014

F. Böhle, M. Kretschmar, A. Jullien, M. Kovacs, M. Miranda, R. Romero, H. Crespo, U. Morgner,
P. Simon, R. Lopez-Martens, T. Nagy:
“Generation of 3mJ, sub-4s CEP-stable pulses at 1kHz by long stretched hollow fiber compression” 23rd Congress of the International Commission for Optics, Santiago de Compostela, Spain, 26-29 August 2104

F. Silva, M. Miranda, B. Alonso, J. Rauschenberger, V. Pervak, H. Crespo, F. Böhle, M. Kretschmar,
A. Jullien, M. Kovacs, R. Romero, U. Morgner, P. Simon, R. Lopez-Martens, T. Nagy:
“The dispersion-scan technique: generation and measurement of carrier-envelope phase stabilized 3 fs single-cycle pulses and 4 fs high-energy pulses” Photon 14, Imperial College London, London, UK, 1-4 September 2014

Konferenzbeiträge

D.S. Ivanov, V.P. Lipp, A. Blumenstein, V.P. Veiko, E. Jakovlev, M. E. Garcia, B. Rethfeld,
J. Ihlemann, P. Simon:
Molecular Dynamics Modeling of fs Laser Pulse Nanostructuring of Materials, ICPEPA-9,
9th International Conference on Photo-Excited Processes and Applications, Matsue, Japan (2014)

M. Kretschmar, C. Brée, A. Demircan, T. Nagy, H.G. Kurz, U. Morgner, M. Kovacev:
Direct observation of pulse splitting dynamics and self-compression along a femtosecond filament,
HILAS 2014, Berlin, Germany (regular talk, HTu1C.2)

C. Brée, M. Kretschmar, T. Nagy, M. Hofmann, A. Demircan, U. Morgner, M. Kovacev:
Fingerprint of Self-Compression in the High Harmonic Spectrum from a Filament,
HILAS 2014, Berlin, Germany (poster, JW2A.7)

F. Böhle, M. Kretschmar, A. Jullien, M. Kovacs, M. Miranda, R. Romero, H. Crespo, P. Simon,
R. Lopez-Martens, T. Nagy:
Generation of 3-mJ, 4-fs CEP-Stable Pulses by Long Stretched Flexible Hollow Fibers,
HILAS 2014, Berlin, Germany (post-deadline talk, HW5C.2)

F. Böhle, M. Kretschmar, A. Jullien, P. Simon, R. Lopez-Martens, T. Nagy:
CEP-stable, multi-mJ, 4.3 fs pulses from long stretched flexible hollow fibers,
CLEO 2014, San José, CA, USA (regular talk, SW1E.1)

M. Kretschmar, T. Nagy, A. Demircan, C. Brée, M. Hofmann, H.G. Kurz, U. Morgner, M. Kovacev:
Direct observation of pulse dynamics, influencing high-order harmonic emission along a filament,
CLEO 2014, San José, CA, USA (regular talk, STh1E.1)

L. Brusberg, M. Neitz, H. Schröder, T. Fricke-Begemann, J. Ihlemann:
Fabrication of Fresnel micro lens array in borosilicate glass by F₂-laser ablation for glass interposer application, OPTO, part of Photonics West, San Francisco (02.2014)

D. Köhne, T. Fricke-Begemann, R. Weichenhain-Schriever, J. Ihlemann:
Large area silica nano grids by homogeneous high resolution laser patterning of SiO_x-films,
LPM2014 – the 15th International Symposium on Laser Precision Microfabrication Vilnius, Litauen (06.2014)

M. Dubiel, M. Heinz, M. Stiebing, J. Meinertz, J. Ihlemann, T. Rainer:
Generation and characterization of plasmonic nanostructures in glass surfaces by means of excimer and solid state laser irradiation,
SPIE Optics + Photonics 2014, San Diego (08.2014)

A. Dittrich, T. Fricke-Begemann, J. Ihlemann:
Laser fabrication of silica gratings by ablation and modification of silicone films 8th International Conference on Photonic Technologies, LANE 2014, Fürth (09.2014)

J. Ihlemann:
Excimerlaser-Strukturierung von SiO_x-Schichten: Herstellung von Phasenmasken und Nanonetzen,
PhotonicNet Arbeitskreistreffen DUV/VUV-Optik Braunschweig (09.2014)

J. Meinertz, R. Weichenhain-Schriever, J. Ihlemann, M. Heinz, M. Dubiel, S. Brunsch, T. Rainer:
UV-Laser-Feinststrukturierung von Glasoberflächen und ihre Anwendung zur diffraktiven Markierung, Workshop Bearbeitung von Glaswerkstoffen mit innovativen Verfahren,
Düsseldorf (10.2014)

T. Fricke-Begemann:
Mikrooptiken aus Glas und Quarzglas durch direkte UV-Laserbearbeitung, Handlungsfeldkonferenz Optische Kommunikation und Sensorik, Berlin (11.2014)

M. Heinz, M. Dubiel, J. Meinertz, J. Ihlemann, A. Hoell:
Investigation of metal nanoparticles formed by means of excimer laser irradiation of ionexchanged glasses, 88th Annual Meeting of the German Society of Glass Technology,
Aachen (05.2014)

J. Ihlemann:
Laserstrukturierung von Phasenmasken in Quarzglas,
PhotonicNet Seminar Diffraktive optische Elemente – Einsatzfelder, Design,
Produktion und Messtechnik Göttingen (11.2014)

Buchbeiträge

T. Fricke-Begemann, J. Ihlemann:
Coupling to planar and strip waveguides. in: Planar Waveguides and other Confined Geometries, G. Marowsky,
Ed., Springer Series in Optical Sciences 189 (2014) pp. 169-183

Publikationen

J. Bekesi, J. Meinertz, P. Simon, J. Ihlemann:
Sub-500-nm patterning of glass by nanosecond KrF-excimer laser ablation,
Appl. Phys. A 110, 17 (2013)

J.-H. Klein-Wiele, J. Bekesi, J. Ihlemann, P. Simon:
Laser writing of periodic nano-structures on solid surfaces,
Proc. SPIE 8796, 87962H (2013)

J. Meinertz, T. Fricke-Begemann, J. Ihlemann:
Micron and sub-micron gratings on glass by UV laser ablation,
Physics Procedia 41, 701 (2013)

J.-H. Klein-Wiele, P. Simon:
Sub-wavelength pattern generation by laser direct writing via repeated irradiation,
Optics Express 21, 626–630 (2013)

J.-H. Klein-Wiele, P. Simon:
Sub-100nm pattern generation by laser direct writing using a confinement layer,
Optics Express 21, 9017–9023 (2013)

P. Joly, M. Petrarca, A. Vogel, T. Pohl, T. Nagy, Q. Jusforgues, P. Simon, J. Kasparian,
K. Weber, J.-P. Wolf:
Laser-induced condensation by ultrashort laser pulses at 248 nm,
Appl. Phys. Lett. 102, 091112 (2013)

A. Urban, J. Malindretos, J.-H. Klein-Wiele, P. Simon, A. Rizzi:
Ga-polar GaN nanocolumn arrays with semipolar faceted tips,
New J. Phys. 15, 053045 (2013)

Konferenzbeiträge

T. Rohrlapper, U. Morgner, P. Simon, T. Nagy:
High-energy driver pulses for high-harmonic generation,
523rd WE Heraeus Seminar: High-Harmonic Spectroscopy, Bad Honnef (02.2013)

T. Rohrlapper, P. Simon, U. Morgner, T. Nagy:
Efficient spectral broadening of multi-mJ pulses in long hollow fibers,
CLEO®/Europe 2013, Munich, Germany, paper CD-3.1-SUN (05.2013)

P. Simon:
Direkte Laserlithographie Workshop: Mustererzeugung und Laserstrahlformung: Technologien – Entwicklungen – Anwendungen,
vom Bayerischen Laserzentrum und bayern photonics, Nürnberg (11.2013)

J. Meinertz, T. Fricke-Begemann, J. Ihlemann:
Micron and sub-micron gratings on glass by UV laser ablation
Lasers in Manufacturing,
Conference 2013 München (05.2013)

T. Fricke-Begemann, J. Meinertz, M. Wiesner, J. Ihlemann:
Laser based fabrication of high precision fused silica phase masks,
3rd EOS Conference on Manufacturing of Optical Components
München (05.2013)

T. Fricke-Begemann, J. Meinertz, R. Weichenhain-Schriever, J. Ihlemann:
Silicon Suboxide (SiO_x) – Laser Processing and Applications,
12th International Conference on Laser Ablation (COLA)
Ischia (10.2013)

J.-H. Klein-Wiele, J. Ihlemann, P. Simon:
Direct Laser Lithography – Laser writing of periodic nano-structures,
Workshop Mustererzeugung und Laserstrahlformung
Nürnberg (11.2013)

J. Ihlemann:
UV-Laser-Mikrostrukturierung von Glasoberflächen und dielektrischen Schichten,
Workshop Laserbearbeitung von Glaswerkstoffen
Hannover (11.2013)

D. Wang, J. Ihlemann, P. Schaaf:
Complex patterned gold structures fabricated via laser annealing and dealloying,
EMRS Spring Meeting
Strasbourg (06.2013)

Publikationen

J. Hoffmeister, C. Gerhard, S. Brückner, J. Ihlemann, S. Wieneke, W. Viöl:
Hybrid Laser-Plasma Micro-Structuring of Fused Silica Based on Surface Reduction by a Low-Temperature Atmospheric Pressure Plasma,
Journal of Laser Micro/Nanoengineering 7, 73 (2012)

A. Syring, T. Fricke-Begemann, J. Ihlemann:
F₂-laser modification and patterning of silicone films,
Applied Surface Science 261, 68 (2012)

J. Ihlemann, J. Meinertz, G. Danev:
Excimer laser ablation of thick SiO_x-films: etch rate measurements and simulation of the ablation threshold,
Applied Physics Letters 101, 091901 (2012)

J. Hoffmeister, C. Gerhard, S. Brückner, J. Ihlemann, S. Wieneke, W. Viöl:
Laser Micro-Structuring of Fused Silica Subsequent to Plasma-Induced Silicon Suboxide Generation and Hydrogen Implantation,
Physics Procedia 39, 613 (2012)

J.-H. Klein-Wiele, P. Simon:
Sub-wavelength pattern generation by laser direct writing via repeated irradiation,
Opt. Express, accepted for publication (2012)

Konferenzbeiträge

M. Petrarca, S. Henin, T. Nagy, A. Vogel, J. Kasparian, P. Simon, J.-P. Wolf:
High-efficiency particle nucleation by ultrashort UV pulses,
COFIL 2012 4th International Symposium on Filamentation Tucson, Arisona October 2012

J.-H. Klein-Wiele, J. Bekesi, J. Ihlemann, P. Simon:
Laser writing of periodic nano-structures on solid surfaces,
The 2nd International Symposium on Laser Interaction with Matter, (LIMIS 2012), Xi’an, China, September 2012

T. Nagy, M. Kovacev, U. Morgner, P. Simon:
Pulse compression in long hollow fibers,
DPG Frühjahrstagung, March 2012, Stuttgart

J. Ihlemann:
Herstellung diffraktiver optischer Elemente mittels Excimerlaserablation,
Workshop Formung von Laserstrahlung
Nürnberg (04.2012)

A. Syring, T. Fricke-Begemann, J. Ihlemann:
Fabrication of silica micro patterns by F₂-laser modification and ablation of silicone films,
13th International Symposium on Laser Precision Microfabrication (LPM 2012) Washington DC, USA (06.2012)

J. Ihlemann:
UV-Laserstrukturierung von Oberflächen und Schichten für optische Anwendungen,
PhotonicNet Arbeitskreis Oberflächenbearbeitung,
Göttingen (06.2012)

J. Ihlemann:
UV-Laser-Mikro- und Nanostrukturierung transparenter Materialien und dielektrischer Beschichtungen,
Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung
Berlin (10.2012)

J. Ihlemann:
UV-Laser-Mikrostrukturierung von Glas und dielektrischen Beschichtungen,
Schott Technologietag
Grünenplan (11.2012)

J. Hoffmeister, C. Gerhard, S. Brückner, J. Ihlemann, S. Wieneke, W. Viöl:
Laser Micro-Structuring of Fused Silica Subsequent to Plasma-Induced Silicon Suboxide Generation and Hydrogen Implantation,
7th International Conference on Photonic Technologies (LANE 2012)
Fürth (11.2012)

Buchbeiträge

G. Marowsky, P. Simon, K. Mann, C. K. Rhodes:
Ultraviolet Lasers: Excimers, Fluorine (F2), and Nitrogen (N2),
in: Springer Handbook of Lasers and Optics, ed. by F. Träger 2nd edn. (Springer, Berlin, Heidelberg 2012) pp. 832-852, Chap. 11.7

Publikationen

M. Wiesner, J. Ihlemann:
High resolution patterning of sapphire by F₂-laser ablation,
Appl. Phys. A 103 (2011), 51

J. Richter, J. Meinertz, J. Ihlemann:
Patterned laser annealing of silicon oxide films,
Appl. Phys. A 104 (2011), 759

T. Nagy, V. Pervak, P. Simon:
Optimal pulse compression in long hollow fibers,
Opt. Lett. 36 (2011), 4422

Konferenzbeiträge

T. Nagy, P. Simon:
Long hollow fibers for strong, spatially uniform spectral broadening of ultrashort pulses,
CLEO/Europe, Munich (May.2011)

J. Ihlemann, J. Bekesi, J.-H. Klein-Wiele, P. Simon:
Periodische Oberflächenstrukturen auf Metallen und Halbleitern durch UV-Femtosekunden- und Pikosekunden-Laserbearbeitung,
PhotonicNet Arbeitskreis Oberflächenbearbeitung, Göttingen (03.2011)

J. Ihlemann:
Excimer laser ablation patterning: micro- and nanostructures for optical applications,
Inauguration Laser Center EMPA, Thun (04.2011)

J. Ihlemann:
F₂-Laser-Mikrostrukturierung von Glas für optische Anwendungen,
Workshop Laserbearbeitung von Glaswerkstoffen, Erlangen (04.2011)

M. Wiesner, J. Ihlemann:
Fabrication of sapphire micro optics by F₂-laser ablation,
Lasers in Manufacturing, München (05.2011)
J. Ihlemann:
Excimer laser ablation patterning: micro- and nanostructures for optical and biosensor applications,
Institut für Nanostrukturtechnologie und Analytik, Kassel (06.2011)

Publikationen

B. Borchers, J. Bekesi, P. Simon, J. Ihlemann:
„Submicron surface patterning by laser ablation with short UV pulses using a proximity phase mask setup“, J. Appl. Phys. 107 (2010), 063106

J. Bekesi, J.J.J. Kaakkunen, W. Michaeli, F. Kleiber, M. Schoengart, J. Ihlemann, P. Simon:
„Fast fabrication of super-hydrophobic surfaces on polypropylene by replication of short-pulse laser structured molds“, Appl. Phys. A 99 (2010), 691

J.J.J. Kaakkunen, J. Bekesi, J. Ihlemann, P. Simon:
„Ablation of microstructures applying diffractive elements and UV femtosecond laser pulses“, Appl. Phys. A 101 (2010), 225

J. Bekesi, J.J.J. Kaakkunen, J. Ihlemann, P. Simon:
„Fabrication of DOEs and their application for parallel laser processing of functional surfaces“, Laser Optics Berlin, Berlin (March 2012)

T. Nagy, W. Schweinberger, A. Sommer, M. Schultze, R. Kienberger, F. Krausz, P. Simon:
„Novel hollow fiber compressor for high power, multi-mJ ultrafast lasers“, XXXI ECLIM, 31st European Conference on Laser Interaction with Matter, Budapest (September 2010)

K. Christou, I. Knorr, J. Ihlemann, H. Wackerbarth, V. Beushausen:
„Fabrication and Characterization of Homogeneous SERS-Substrates by Single Pulse UV-Laser Treatment of Gold and Silver Films“, Langmuir 26, 18564 (2010)

J. Bekesi, J. Kaakkunen, W. Michaeli, F. Klaiber, M. Schoengart, J. Ihlemann, P. Simon:
„Fast Fabrication of Super-hydrophobic Surfaces on Polypropylene by replication of short pulse laser structured molds“, Applied Physics A 99, 691 (2010)

T. Fricke-Begemann, J. Ihlemann:
„Microstructured GRIN lens as an external coupler to thin-film waveguides“, Proceedings LPM 2010, paper #10-80

M. Wiesner, H.H. Müller, E. Lankenau, G. Hüttmann, J. Ihlemann:
„Laser micromachining process control by optical coherence tomography“, Proceedings LPM2010, paper #10-41

J. Ihlemann, R. Weichenhain-Schriever:
„Laser induced congruent forward transfer of SiO_x-layers“, Applied Physics A 101, 483 (2010)

M. Jahn, J. Richter, R.Weichenhain-Schriever, J. Meinertz, J. Ihlemann:
„Ablation of silicon suboxide thin layers“, Applied Physics A 101, 533 (2010)

J. Kaakkunen, J. Bekesi, J. Ihlemann, P. Simon:
„Ablation of microstructures applying diffractive elements and UV femtosecond laser pulses“, Applied Physics A 101, 225 (2010) J. Ihlemann: „Laser Micromachining“, In: Laser Materials Processing – Fundamentals, Applications and Developments, P. Schaaf Editor, Springer Series in Materials Science 139, 169-187, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg (2010)

T. Fricke-Begemann, J. Ihlemann:
„Direct light-coupling to thin-film waveguides using a grating-structured GRIN lens“, Optics Express 18, 19860 (2010)

J. Ihlemann:
„Micromachining and patterning“, In: Laser Precision Microfabrication, K. Sugioka, M. Meunier, A. Piqué Editors Springer Series in Materials Science 135, 239-257, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg (2010)

R. Bäumner, L. Bonacina, J. Enderlein, J. Extermann, T. Fricke-Begemann, G. Marowsky, J.-P. Wolf: „Evanescent-field-induced second harmonic generation by noncentrosymmetric nanoparticles“, Optics Express 22, 23218 (2010)

J. Zinn, M. Schütte, J. Meinertz, J. Ihlemann:
„F2-laser fabrication of fiber-integrated optical elements“, Journal of Laser Micro/Nanoengineering 5, 6 (2010)

B. Borchers, J. Bekesi, P. Simon, J. Ihlemann:
„Sub micron surface patterning by laser ablation with short UV pulses using a proximity phase mask setup“, Journal of Applied Physics 107, 063106 (2010)

M. Wiesner, J. Ihlemann, H.H. Müller, E. Lankenau, G. Hüttmann:
„Optical coherence tomography for process control of laser micro machining“, Review of Scientific Instruments 81, 033705 (2010)

T. Nagy, P. Simon:
„Single-shot TG FROG for the characterization of ultrashort DUV pulses“, Opt. Express 17, 8144 (2009)

T. Nagy, P. Simon:
„Generation of High-Energy Sub-20-fs DUV Pulses in Noble-Gas-Filled Hollow Fiber“, in The Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO)/The International Quantum Electronics Conference (IQEC) (Optical Society of America, Washington, DC, 2009), CFN7

T. Nagy, P. Simon:
„Generation and characterization of energetic sub-20-fs DUV Pulses“, in 2009 Conference on Lasers and Electro-Optics Europe & the European Quantum Electronics Conference (CLEO/Europe – EQEC 2009), CF7.3 THU

T. Nagy, P. Simon:
„Generation of 200-µJ, sub-25-fs deep-UV pulses using a noble-gas-filled hollow fiber“, Opt. Lett. 34, 2300 (2009)

P. Zahariev, N. Mechkarov, G. Danev, J. Ihlemann:
„Excimer laser induced micro bumps on preheated BK7-glass“, Applied Physics A 95, 639 (2009)

J. Ihlemann, R. Weichenhain-Schriever:
„Laser Based Rapid Fabrication of SiO₂-phase Masks for Efficient UV-laser Micromachining“, Journal of Laser Micro/Nanoengineering 4, 100 (2009)

T. Fricke-Begemann, R. Bäumner, K. Bodensiek, A. Selle:
„Coupling efficiency of fluorescent molecules to a sensing waveguide“, DGaO Proceedings 2009 – www.dgao-proceedings.de – ISSN: 1614-8436 (2009)

R. Bäumner, K. Bodensiek, A. Selle, T. Fricke-Begemann, J. Ihlemann, G. Marowsky:
„Efficiency of fluorescence coupling into planar waveguides“, Proc. SPIE 7368-26 (2009)

J. Zinn, M. Schütte, J. Meinertz, J. Ihlemann:
„F₂-laser fabrication of fiber-integrated optical elements“, Proceedings of LAMP2009 – the 5th International Congress on Laser Advanced Materials Processing (2009)

J. Bekesi, J. Kaakkunen, J. Meinertz, T. Omairi, J. Ihlemann, P. Simon:
„Rapid Fabrication of Functional Surfaces by Parallel Laser Processing Using DOEs“, Proceedings of LAMP 2009 – the 5th International Congress on Laser Advanced Materials Processing Martin Jahn, „Untersuchung der Laserablation dünner Metall- und Oxidschichten in unterschiedlichen Umgebungsmedien“, Bachelorarbeit, TU Ilmenau (2009)

T. Nagy, M. Forster, P. Simon:
„Flexible hollow fiber for pulse compressiors”, Applied Optics 47, 3264-3268 (2008)

J. Bekesi, J. Meinertz, J. Ihlemann, P. Simon:
„Fabrication of large area grating structures through laser ablation”, Appl. Phys. A, 93, 27 (2008)

P. Simon:
„Erzeugung periodischer Sub-Mikrometer-Strukturen durch Laserablation“, eingeladener Vortrag, Insitutskolloquium, Ferdinand-Braun-Institut, Berlin, März 2008

P. Simon:
„Fabrication of periodic nanostructures through direct laser ablation”, ISL 2008 International Symposium on Laser-Micromachining, November 2008, Chemnitz

J. Ihlemann, J. Békési, J.-H.Klein-Wiele, P.Simon:
„Processing of dielectric optical coatings by nanosecond and femtosecond UV laser ablation”, Laser Chemistry (2008)

J. Bekesi, J. Meinertz, J. Ihlemann, P. Simon:
„Grating Interferometers for Efficient Generation of Large Area Grating Structures via Laser Ablation”, Proceedings of LPM2007-the 8th International Symposium on Laser Precision Microfabrication, p 1-4, (2007)

J. Ihlemann, J.-H Klein-Wiele, J Bekesi, P Simon:
„UV Ultrafast Laser Processing using Phase Masks”, Journal of Physics: Conference Series 59 449–452, (2007)

J. Ihlemann, J.-H. Klein-Wiele, J. Békési, P. Simon:
„SiO₂ phase gratings fabricated by UV laser ablation patterning”, Proc. SPIE Vol. 6462B, paper # 41 (2007)

T. Nagy, M. Forster, P. Simon:
„Generation of high-energy sub-20 fs pulses at 248 nm”, CLEO/Europe 07 Conference on Lasers and Electro-Optics, Munich, paper CF5-2-WED (2007)

J. Bekesi, J. Meinertz, J. Ihlemann, P. Simon:
„Fabrication of large area grating structures through laser ablation using a grating-interferometer setup”, COLA 2007, 9th International Conference on Laser Ablation, Tenerife, Spain, Technical Program, p.28

M.A. Bader, A. Selle, O. Stenzel, R. Delmdahl, G. Spiecker, C. Fischer:
„High spectral resolution analysis of tunable narrowband resonant grating waveguide structures“, Appl. Phys. B 89, 151–154 (2007)

J. Ihlemann, M. Schulz-Ruhtenberg, T. Fricke-Begemann:
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„Fabrication of SiO_² phase gratings by UV laser patterning of silicon suboxide layers and subsequent oxidation, The 4th International Congress on Laser Advanced Materials Processing”, LAMP 2006, May 16-19, 2006, Kyoto Research Park, Kyoto, Japan

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„Fabrication of sub-wavelength-period nanostructures with UV femtosecond laser ablation, The 4th International Congress on Laser Advanced Materials Processing”, LAMP 2006, May 16-19, 2006, Kyoto Research Park, Kyoto, Japan

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Publikationen

Blumenstein, M.E. Garcia, B. Rethfeld, P. Simon, J. Ihlemann, D.S. Ivanov, Takaya, G. Miyaji, I. Takahashi, L.J. Richter, J. Ihlemann ,Avakyan, V. Durimanov, D. Nemesh, V. Srabionyan, J. Ihlemann, L. BugaevTheoretical approach for calculation of dielectric functions of plasmonic nanoparticles of noble metals, magnesium and their alloys
J.-H. Klein-Wiele, A. Blumenstein, P. Simon, J. Ihlemann:
Laser interference ablation by ultrashort UV laser pulses via diffractive beam management,
Advanced Optical Technologies (2020) doi.org/10.1515/aot-2019-0068
J. Meinertz, L.J. Richter, C.M. Beckmann, J. Ihlemann:
Quarzphasenmasken für Mikroskopie und Lasermaterialbearbeitung,
Photonik 1.2020, p. 49
A. Blumenstein, E.S. Zijlstra, D.S. Ivanov, S.T. Weber, T. Zier, F. Kleinwort, B. Rethfeld, J. Ihlemann, P. Simon, M.E. Garcia:
Transient optics of gold during laser irradiation: from first principles to experiment,
Physical Review B 101, 165140 (2020)
J. Ihlemann, T. Makimura:
Optics and Apparatus for Excimer Laser/EUV Microprocessing,
In: Sugioka K. (ed.), Handbook of Laser Micro- and Nano-Engineering, Springer 2020
M. Ouillé, A. Vernier, F. Böhle, M. Bocoum, A. Jullien, M. Lozano, J-P. Rousseau, Z. Cheng, D. Gustas, A. Blumenstein, P. Simon, S. Haessler, J. Faure, T. Nagy and R. Lopez-Martens:
Relativistic-intensity near-single-cycle light waveforms at kHz repetition rate,
Light: Science & Applications 9, 47 (2020)
C.M. Beckmann, J. Ihlemann:
Figure correction of borosilicate glass substrates by nanosecond UV excimer laser irradiation,
Optics Express 28, 18681 (2020)

Konferenz Beiträge

S. Hädrich, N. Walther, M. Kienel, P. Simon, T. Nagy, A. Blumenstein, E. Shestaev, R. Klas, J. Buldt, L-H. Stark, S. Breitkopf, P. Jójárt, Z. Várallyay, K. Osvay, T. Eidam and J. Limpert:
500W, 5mJ, 6fs, CEP-stable few-cycle pulses: An update on the ELI-ALPS HR2 beamline,
Photonics West, Fiber Lasers XVII: Technology and Systems, San Francisco, USA, February 2020 (Invited Talk, Paper 11260-7)

T. Nagy, S. Hädrich, P. Simon, A. Blumenstein, N. Walther, R. Klas, J. Buldt, H. Stark, S. Breitkopf, P. Jójárt, I. Seres, Z. Várallyay, T. Eidam, J. Limpert:
Pulse compression to 3-cycle duration beyond 300 W average power,
CLEO: Science and Innovations 2020; virtual, 11-15 May 2020 (invited talk, SM2H.1)

J. Ihlemann:
„UV laser ablation patterning of oxide films for optical applications“, Optical Engineering 44, 051108 (2005)

M. Schulz-Ruhtenberg, J. Ihlemann, J. Heber:
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F. Balzer, J. Ihlemann, A.C. Simonsen, H.-G. Rubahn:
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M. Wehner, M. Hessling, J. Ihlemann:
„Ablative Micro Fabrication“, in: Excimerlaser Technology, D. Basting, G. Marowsky, Eds., Springer Verlag (2005)

J.-H. Klein-Wiele, J. Békési, J. Ihlemann, P. Simon:
„Nano-structuring by femtosecond excimer laser pulses“, in: Excimerlaser Technology, D. Basting, G. Marowsky, Eds., Springer Verlag (2005)

T. Fricke-Begemann, J. Li, J. Dou, J. Ihlemann, P. R. Herman, G. Marowsky:
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J.-H. Klein-Wiele, J. Békési, J. Ihlemann, P. Simon:
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T. Fricke-Begemann, R. Weichenhain-Schriever, J. Ihlemann, G. Marowsky:
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T. Fricke-Begemann, M. A. Bader, J. Ihlemann, C. Kappel, J. Meinertz, A. Selle:
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J. Heber, J. Ihlemann, M. Schulz-Ruhtenberg, J. Schmidt:
„Laser ablation of SiOx thin films for direct mask writing“, Proc. SPIE Vol. 5963, 594 (2005)

M. Rauh:
„UV-Laser-Mikrostrukturierung von Polytetrafluorethylen für biophysikalische Anwendungen“, Masterarbeit, Göttingen (2005)

J.-H. Klein-Wiele, J. Bekesi, J. Ihlemann, P. Simon:
„Nanostructuring with Femtosecond Excimer Laser Pulses” in: “Excimer Laser Technology” D. Basting, G. Marowsky, Eds., Springer Verlag (2005)

J.-H. Klein-Wiele, J. Békési, J. Ihlemann, P. Simon:
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A. Selle, C. Kappel, M.A. Bader, G. Marowsky, K. Winkler, U. Alexiev:
„Picosecond-pulse-induced two-photon fluorescence enhancement in biological material by application of grating waveguide structures”, Opt. Lett. 30, 1683-1685 (2005)

K. Winkler, A. Selle, C. Kappel, M.A. Bader, G. Marowsky, U. Alexiev:
„Picosecond pulse induced two-photon fluorescence enhancement in biological material applying grating waveguide structures”, Biophysical Society, 49th Annual Meeting, Long Beach, Californien, USA, Februar 12-16, 2005 (Vortrag)

K. Winkler, A. Selle, M.A. Bader, G. Marowsky, U. Alexiev:
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T. Fricke-Begemann, M.A. Bader, J. Ihlemann, C. Kappel, J. Meinertz, A. Selle:
„Two-photon fluorescence: large area excitation and enhanced sensitivity using waveguide structures”, 106. Tagung der DGaO, Wroclaw, Polen, Mai 17-21, 2005 (Vortrag)

A. Thayil, S. Soria, G. Badenes, T. Katchalski, A.A. Friesem, A. Selle, M.A. Bader, G. Marowsky: „Two-Photon Fluorescence Spectroscopy by Resonant Single and Double Grating Waveguide Structures”, CLEO/QELS and PhAST 2005, Baltimore, Maryland, USA, Mai 22-27, 2005 (Vortrag)

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J. Ihlemann, F. Beinhorn, H. Schmidt, K. Luther, J. Troe: „Plasma and plume effects on UV laser ablation of polymers“, Proc. SPIE Vol. 5448, 572 (2004)

T. Fricke-Begemann, J. Ihlemann, R. Weichenhain: „Mikrooptiken zur Verbesserung eines optischen Abstandsensors und Mikrofon“, Proc. DGaO (2004)

J. Ihlemann, M. Schulz-Ruhtenberg, T. Fricke-Begemann: „UV-Laserablation von Quarzglas zur Herstellung diffraktiver optischer Elemente“, Proc. DGaO (2004)

T. Fricke-Begemann, J. Ihlemann, G. Marowsky, J. Li, P. R. Herman: „Micro-lens machining on optical fibers by direct laser ablation“, Proc. SPIE Vol. 5578, 589 (2004)

M. A. Bader, C. Kappel, A. Selle, J. Ihlemann, M.L. Ng, P.R. Herman: „Fabrication of sub-micron gratings in ultrathin films by 157-nm laser ablation and their application as grating waveguide structures“, Proc. SPIE Vol. 5578, 559 (2004)

G. Marowsky, M. A. Bader, A. Selle, C. Kappel, T. Fricke-Begemann, J. Meinertz, J. Ihlemann: „Neue Perspektiven der Zwei-Photonen-Technologie“, In: Technische Systeme für Biotechnologie und Umwelt, D. Beckmann, M. Meister Hrsg., Tagungsband des 12. Heiligenstädter Kolloquium, S. 119 (2004)

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J.-H. Klein-Wiele, J. Bekesi, J. Ihlemann, P. Simon: „Nano-fabrication of solid materials with ultraviolet femtosecond pulses”, X. International Conference on Laser-Assisted Micro- and Nanotechnologies, LAM-X, St. Petersburg, July 2003, invited talk

J.-H. Klein-Wiele, P. Simon: „Sub-micron sized periodic 3-D surface structures generated by single femtosecond UV laser pulses”, Laser Precision Microfabrication, LPM 2003, June 2003, Munich

J.-H. Klein-Wiele, J. Bekesi, P. Simon: „Sub-micron patterning of solid materials with ultraviolet femtosecond pulses”, 7th International Conference on Laser Ablation, Hersonissos, Crete, Greece, October 2003, invited talk

C. Dölle, C. Reinhardt, P. Simon, B. Wellegehausen: „Spectral phase matching for highly efficient frequency tripling of short-pulse KrF laser radiation in argon”, Appl. Phys. B 76, 891-895 (2003)

J. Békési, D. Schäfer, J. Ihlemann, P. Simon: „Fabrication of diffractive optical elements by ArF laser ablation of fused silica”, SPIE Vol. 4977, 235 (2003)

J.-H. Klein-Wiele, P. Simon: „Fabrication of periodic nanostructures by phase-controlled multiple-beam interference”, Applied Physics Letters 83, 4707-4709 (2003)

J.-H. Klein-Wiele, P. Simon: „Fabrication of periodic nanostructures by phase-controlled multiple-beam interference”, Virtual Journal of Nanoscale Science & Technology Volume 8, Issue 24 “Advances in Fabrication and Processing”

J. Ihlemann, S. Müller, S. Puschmann, D. Schäfer, M. Wei, J. Li, P.R. Herman, „Fabrication of submicron gratings in fused silica by F2-laser ablation“, Applied Physics A 76, 751 (2003)

J. Ihlemann, S. Müller, S. Puschmann, D. Schäfer, P. R. Herman, J. Li, M. Wei: „F2-laser microfabrication of sub-µm gratings in fused silica“, Proc. SPIE Vol. 4941, 94 (2003)

J. Békési, J.-H. Klein-Wiele, D. Schäfer, J. Ihlemann, P. Simon: „Surface texturing of metals with sub-micron precision using a short pulse UV laser“, Proc. SPIE Vol. 4830, 497 (2003)

Y. Kaganovskii, I. Antonov, D. Ianetz, M. Rosenbluh, J. Ihlemann, S. Müller, G. Marowsky, A.A. Lipovskii: „Mass transfer in optical nanocomposites induced by pulsed laser irradiation“, Solid State Phenomena 94, 105-114 (2003)

M. Behdani, S.H. Keshmiri, S. Soria, M.A. Bader, J. Ihlemann, G. Marowsky, Th. Rasing: „Alignment of liquid crystals with periodic submicron structures ablated in polymeric and indium tin oxide surfaces“, Applied Physics Letters 82, 2553 (2003)

G. Danev, E. Spassova, J. Assa, I. Karamancheva, A. Paskaleva, K. Popova, J. Ihlemann: „Properties of vacuum-deposited polyimide films“, Vacuum 70, 37 (2003)

Yu. Kaganovskii, I. Antonov, D. Ianetz, M. Rosenbluh, J. Ihlemann, S. Müller, G. Marowsky, A.A. Lipovskii: „Optical recording in silver-doped glasses by a femtosecond laser“, Applied Physics Letters 83, 554 (2003)

J. Békési, Dirk Schäfer, Jürgen Ihlemann, Peter Simon: „Fabrication of diffractive optical elements by ArF-laser ablation of fused silica“, Proc. SPIE Vol. 4977A, 235 (2003)

J. Ihlemann, Dirk Schäfer: „Laser ablation patterning of layered systems – a method to fabricate dielectric masks and diffractive phase elements“, Proc. SPIE Vol. 4984, 219 (2003)

P. R. Herman, J. Li, A. H. Nejadmalayeri, M. Li Ng, A. Yick, J. Ihlemann: „Nano-milling of diffractive optics by F2-laser ablation“, CLEO/Europe 2003, Technical Digest (2003)

M. Schulz-Ruhtenberg, J. Ihlemann, G. Marowsky, A. H. Nejadmalayeri, M. L. Ng, J. Li, P. R. Herman: „Fabrication of diffractive phase elements by F2-laser ablation of fused silica“, Proc. SPIE Vol. 5063, 113 (2003)

P. R. Herman, Jianzhao Li, Kevin P. Chen, Midori Wei, Jie Zhang, J. Ihlemann, D. Schäfer, G. Marowsky, P. Oesternlin, B. Burghardt: „F2-Lasers: High resolution micromachining system for shaping photonic components“, Zugo Photonics “Insights”, Vol. 2, Issue (2003)

M. Schulz-Ruhtenberg: „Untersuchung der Photoablation von Quarzglas mit ArF- und F2-Excimerlasern“, Diplomarbeit, Universität Göttingen, (2003)

Kurze Pulse / Nanostrukturen

Abteilung „Kurze Pulse / Nanostrukturen“

Ultrakurze Pulse

Gestreckte flexible Hohlfaser

Kurzpulslaser-Entwicklung

Laserinduzierte Nanostrukturbildung

Transparente Materialien

Dielektrische Schichten

Si-Nanokristalle

Plasmonische Partikel

Untersuchung der Dynamik der Laserablation mit UV-Femtosekundenpulsen

Glas und Optik

Mikrolinsen

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