Entwicklung einer neuartigen Lichtquelle zur speckle-freien Kurzeitfotografie

Zeitlich hochaufgelöste Kurzzeitfotografie im Bereich von 100 ps Belichtungszeit ist durch eine stroboskopische Beleuchtung mit ultrakurzen Laserpulsen möglich, die kohärente Emission führt jedoch häufig zu Bildartefakten wie beispielsweise Laserspeckle, die die fotografischen Aufnahmen stören. In einem zukünftigen Projekt soll daher eine neuartige Lichtquelle entwickelt werden, die sich zur speckle-freien Kurzeitfotografie eignet. Diese Quelle wird zur Visualisierung der Kavitationsblasendynamik in freier Flüssigkeit und bei der Herstellung von Nanopartikeln genutzt.

Die Herstellung hochreiner Nanopartikel durch Laserablation in flüssiger Umgebung ist ein wachsender Forschungs- und Industriezweig, da Nanopartikel immer stärkeren Einzug in die Biomedizin haben, deren hochreine Produktion in großer Anzahl allerdings noch immer problematisch ist. Der genaue Vorgang der Nanopartikelherstellung während der Laserablation der Zielstruktur ist bislang noch nicht vollständig aufgeklärt, insbesondere Rolle der Kavitationsblasendynamik einschließlich des ausgeprägten Blasenkollapses ist weitestgehend unklar.

Im Rahmen aktueller Forschungsarbeiten wurde eine spezielle Detektionstechnik entwickelt, welche die Untersuchung der Dynamik einer laserinduzierten Kavitationsblase in einem Einzelschussverfahren erlaubt. Durch die Rückreflexionen eines Probelasers an den Blasenwänden und dessen interferometrische Überlagerung erreicht dieses Verfahren dabei bisher unerreichte zeitliche und räumliche Auflösung im Bereich von 70 nm und 160 ps. Dieses Verfahren, einschließlich der zu entwickelnden specklefreien Kurzzeitfotografie, soll angewandt werden, um die laserinduzierte Herstellung der Nanopartikel besser zu verstehen.