Sektion Kristalle für Photonik

Sektion Kristalline Materialien für Photonik

Mission

Die Mission der Sektion Kristalline Materialien für Photonik in der Abteilung Anwendungswissenschaften ist, Innovationen in photonischen und optischen Technologien durch kristalline Materialien zu befördern. Die Wissenschaftler sind gut vernetzt mit Forschern im Bereich des Kristallwachstums, um frühzeitig Innovationen in kristallinen Materialien für photonische und optische Technologien aufgreifen zu können. Die Nutzung der Expertise einer fortgeschrittenen Materialcharakterisierung ist ein wichtiger Erfolgsvorteil. Um hochqualitative Lösungen an die Hersteller optischer Komponenten oder Systeme zu übergeben, ist eine Kristallbearbeitung hoher Präzision fast ausnahmslos erforderlich. 

Forschungstätigkeiten

Die Forschung ist zur Zeit auf die Bereiche aktiver Röntgenoptiken sowie Kristalle für optische Anwendungen wie z.B. Festkörperlaser fokussiert. Das IKZ betreibt mit dem Helmholtz-Zentrum DESY in Hamburg ein Joint Lab, um Anforderungen der neuesten Generation an Snychrotrons und Freie-Elektronen-Lasern zur Entwicklung entsprechender Höchstleistungsoptiken direkt zu erkennen. Das Zentrum für Lasermaterialien (ZLM) ist (inter)nationaler Ansprechpartner für Lasermaterialien im sichtbaren und infraroten Spektralbereich sowohl für akademische als auch technologische Interessenten.

 

Sektionsleitung

Prof. Dr. Thomas Schröder

Tel. +49 30 6392 3001

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Themen

Zentrum für Lasermaterialien

Mission

Das Zentrum für Lasermaterialien (ZLM) forscht an kristallinen Materialien für optische Anwendungen. Dazu greifen wir auf modern ausgestattete eigene Laser- und Spektroskopielabore wie auch die interdisziplinäre Forschungsinfrastruktur am IKZ zurück. In enger Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe „Oxide & Fluoride“ in der Abteilung „Volumenkristalle“ sieht sich das ZLM als One-Stop-Agentur zum Thema optische Kristalle für Laseranwendungen, optische Isolatoren und nichtlineare Frequenzkonversion.

Forschungsaktivitäten

Unser zentrales Forschungsthema sind Seltenerd- und Übergangsmetall-dotierte Oxid- und Fluorid-Laserkristalle für neue Wellenlängenbereiche oder mit breiteren Verstärkungsspektren für Ultrakurzpulslaser. Ein weiterer Schwerpunkt sind Kristalle mit verbesserten thermo-mechanischen Eigenschaften für effiziente Hochleistungslaser. Außerdem beschäftigen wir uns mit der Charakterisierung neuer kristalliner Materialien für optische Isolatoren und nichtlineare Frequenzkonversion.

Schlüsselpublikationen

Hiroki Tanaka, Christian Kränkel, Fumihiko Kannari
Transition-metal-doped saturable absorbers for passive Q-switching of visible lasers
Opt. Mat. Express 10 (8), 1827-1842 (2020)
DOI: 10.1364/OME.395893

Elena Castellano-Hernández, Sascha Kalusniak, Philip W. Metz, Christian Kränkel
Diode-pumped laser operation of Tb3+:LiLuF4 in the green and yellow spectral range
Laser Photon. Rev. 14 (2), 1900229 (2020)
DOI: 10.1002/lpor.201900229

Christian Kränkel, Daniel T. Marzahl, Francesca Moglia, Günter Huber, Philip W. Metz
Out of the blue: semiconductor laser pumped visible rare-earth doped lasers
Laser Photon. Rev. 10 (4), 548-568 (2016)
DOI: 10.1002/lpor.201500290

Kontakt

Dr. Christian Kränkel

Tel. +49 30 6392 3019

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Röntgenoptik

Mission

Die neue Generation von Synchrotron-Strahlungsquellen ermöglicht Untersuchungen auf kleinsten Längen- und Zeitskalen wie z.B. die Röntgenbildgebung von nanoskaligen integrierten Schaltkreisen oder die Dynamik einzelner Nanopartikel. Wir entwickeln optische Komponenten und Methoden, um die hohe Präzision dieser neuen Quellen auf der Basis der am IKZ gezüchteten kristallinen Materialien auszuschöpfen. Dabei kooperieren wir mit WissenschaftlerInnen verschiedenster Fachrichtungen wie z.B. Materialwissenschaften, Physik und Chemie oder Biologie.

Forschungsaktivitäten

Wir entwickeln photo-/elektroakustische und nanomechanische Optiken zur aktiven Kontrolle harter Röntgenstrahlen. Darüber hinaus bedienen wir auch spezielle Anforderungen z.B. für hohe thermische Lasten. In der Grundlagenforschung untersuchen wir den Einfluss von Verzerrungen des Kristallgitters auf die elektrischen, optischen oder magnetischen Eigenschaften eines Materials. Einen besonderen Schwerpunkt bilden Ordnungsphänomene wie Ferroelektrizität oder (Anti-)Ferromagnetismus.

Schlüsselpublikationen

Mathias Sander, Marc Herzog, Jan-Etienne Pudell, Matias Bargheer, Roman Bauer, Valentin Besse, Vasily Temnov, Peter Gaal
Quantitative disentanglement of coherent and incoherent laser-induced surface deformations by time-resolved x-ray reflectivity
Applied Physics Letters
DOI: 10.1063/1.5004522

Mathias Sander, Roman Bauer, Victoria Kabanova, Matteo Levantino, Micahel Wulff, Daniel Pfuetzenreuter, Jutta Schwarzkopf, Peter Gaal
Demonstration of a picosecond Bragg switch for hard X-rays in a synchrotron-based pump-probe experiment
Journal of Synchrotron Radiation
DOI: 10.1107/S1600577519005356

Jan-Etienne Pudell, Mathias Sander, Roman Bauer, Matias Bargheer, Marc Herzog,
Peter Gaal
Full Spatiotemporal Control of Laser-Excited Periodic Surface Deformations
Physical Review Applied
DOI: 10.1103/PhysRevApplied.12.024036

Kontakt

Dr. Peter Gaal

Tel. +49 30 6392 2858

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