Nanostrukturierung durch ultrakurze Laserpulse und optische Nahfelder an Mikropartikeln mit Positionierung durch eine Optische Pinzette

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In der ersten Phase des beantragten Forschungsprojektes wurde ein neuartiger Prozess des laserbasierten Schreibens von Nanostrukturen entwickelt, mit dem die Beugungsbegrenzung durch Multiphotonenprozesse und Nahfeldeffekte überwunden werden kann. Mikropartikel agieren hierbei als Nahfeldlinsen für die Fokussierung ultrakurzer Laserpulse und werden mit einer Optischen Pinzette positioniert. Das Ziel der zweiten Phase ist es, den Prozess und die zugehörige Systemtechnik weiter zu entwickeln, so dass verschiedene technische und biomedizinische Substratmaterialien, die unterschiedliche Oberflächenbeschaffenheiten und –rauigkeiten aufweisen, bei maximalem Durchsatz durch Parallelisierung und Teilautomatisierung robust und wiederholbar strukturiert werden können. Hierfür soll die Strahlformung für Optische Pinzette und Strukturierungslaser optimiert werden und mehrere optische Fallenpotenziale erzeugt werden, so dass eine parallele Strukturierung mit mehreren Mikropartikeln gleichzeitig ermöglicht wird. Weiterhin soll der Prozess von technischen Materialien auf biomedizinische Substrate übertragen werden. Es sollen gezielt Schnitte im Nanometerbereich in den Membranen menschlicher Zellen erzeugt werden, um die Basis für eine laserbasierte Nahfeld-Zellchirurgie zu legen. Zusätzlich soll mit einer fälschungssicheren holografischen Nanomarkierung das Anwendungspotenzial der Nahfeld-Nanostrukturierung für technische Applikationen aufgezeigt werden.