CO2 Laser Fabrikation

Überblick

Das Hauptziel des Experiments ist die Herstellung von mikroskopischen konkaven Strukturen in verschiedenen Materialien. Diese finden ihren Einsatz in Experimenten mit optischen Resonatoren. Um höchste Anforderungen an Oberflächeneigenschaften, Symmetrie und Platziergenauigkeit zu gewährleisten, wird eine laserbasierte Ablationstechnik verwendet.

Fabrikationsprozess

Für die Abtragung wird ein CO₂-Laser mit hoher optischer Leistung (bis zu 90W) auf eine Probe fokussiert. Kurze Pulse evaporieren einige Femtoliter an Material und hinterlassen eine glatte Oberfläche mit Defekten auf einer Größenskala unterhalb eines Nanometers.

Ein infraroter Laserpuls wird auf die Spizte einer optischen Glasfaser fokussiert.

Material an der Oberfläche wird erhitzt und verdampft.

Die erstarrte Struktur wird anschließend analysiert.

Analyse

Um Anforderungen an Symmetrie, Positionsgenauigkeit und Oberflächenbeschaffenheit zu gewährleisten, ist eine akkurate Prozesskontrolle notwendig. Um alle Aspekte abzudecken, werden optische Interferometer, Raster-Kraft- und Elektronenmikroskope eingesetzt.

Interferogram einer konkaven Struktur in Glas.

Höhenprofil mit spährischem Fit berechnet aus einem Interferogram.

3D Oberflächenplot und Gaußförmiger Fit.

Aufgaben am Experiment:

Optisches Alignment eines infraroten Lasers und eines bildgebenden Interferometers
Automatisierung und Programmierung des Fabrikationsprozesses
Oberflächen- und Strukturanalyse mit Interferometer, Elektronenmikroskop und Raster-Kraft-Mikroskop
Präparation und Handhabung hochsensibler optischer Proben
In Zukunft: Kombination des Fabrikationsprozesses mit optischer Lithographie (Reinraum)

Stellen und Abschlussarbeiten

Wir suchen aktuell vor allem Bachelor- und Masterstudent*innen, die zusammen mit unserem internationalen Team maßgeschneiderte "state of the art" Optiken für Anwendungen in Cavity-Experimenten herstellen und verbessern möchten. Das Experiment wird ständig von mindestens einem/einer Doktorand*in genutzt und betreut. Auch hier sind wir auf der Suche nach Verstärkung. Bei Interesse oder Fragen kontaktieren Sie bitte Professor Kubanek.