Preis für Forschung in der Lasertechnologie

Prof. Dr. Jens Limpert und PD Dr. Jan Rothhardt sind mit dem EPS-QEOD Preis für Forschung in der Lasertechnologie und deren Anwendungen 2024 ausgezeichnet worden. Die Preisverleihung fand am 27. August während der 11. Europhoton-Konferenz in Vilnius (Litauen) statt. Gewürdigt wurden die beiden Jenaer Physiker "für die Entwicklung kompakter kohärenter Hochleistungs-Extrem-Ultraviolett-Quellen und materialspezifischer Extrem-Ultraviolett-Bildgebung im Nanobereich". Die Auszeichnung wird von der Quantum Electronics and Optics Division (QEOD) der European Physical Society (EPS) alle zwei Jahre vergeben. Der EPS-QEOD-Preis ist eine der höchsten Auszeichnungen in der Laserwissenschaft und würdigt Forschende, die durch innovative Forschung und technologische Durchbrüche einen bedeutenden Beitrag zur Wissenschaft geleistet haben. 

In enger Zusammenarbeit haben Limpert und Rothhardt neue Erkenntnisse und Technologien zur Realisierung von Extrem-Ultraviolett-Quellen (EUV-Quellen) mit Synchrotron-ähnlicher Leistung erschlossen. Durch den Einsatz von hochleistungsfähigen Femtosekunden-Faserlasersystemen und das Konzept der kohärenten Kombination mehrerer Faserverstärker haben sie hochharmonische Quellen mit hoher Konversionseffizienz entwickelt, deren Photonenfluss den Stand der Technik um mehrere Größenordnungen übertrifft. 

Hochauflösendes linsenloses Mikroskop

Ihre Arbeit führt zu einer bahnbrechenden neuen Technologie: einem hochauflösenden, linsenlosen EUV-Mikroskop, das die sogenannte Ptychographie-Methode nutzt. Diese Methode ermöglicht eine beispiellose Auflösung von 16 Nanometern und bietet quantitative Amplituden- und Phaseninformationen in jedem Bildpixel. Dies erschließt ungenutztes Potenzial in der Nanowissenschaft und Materialwissenschaft, wie z. B. in der Entwicklung effizienter Nanoelektronik, für Energie- und Datenspeichergeräte sowie in der biologischen Bildgebung, mit Anwendungen, die von der Erkennung von Krebszellen bis hin zur Untersuchung der Interaktion von Pathogenen, Medikamenten oder Nanopartikeln mit biologischen Zellen reichen.

Möglich war das vor allem durch die enge interinstitutionelle Zusammenarbeit: Prof. Limpert ist Mitglied des Wissenschaftlichen Direktoriums des Fraunhofer-Instituts für Angewandte Optik und Feinmechanik (IOF) und Professor am Institut für Angewandte Physik der Friedrich-Schiller-Universität Jena – PD Dr. Rothhardt arbeitet als Forschungsgruppenleiter am Helmholtz-Institut Jena, einer Außenstelle des GSI Helmholtzzentrums für Schwerionenforschung in Darmstadt. Beide kombinierten ihre Expertise in der Lasertechnologie und in bildgebenden Verfahren, um diese innovative Technologie zu entwickeln.