Kommerzielle Femtosekundenlaser werden hergestellt, indem die Optik und ihre Halterungen auf einem Substrat platziert werden, was eine genaue Ausrichtung der Optik erfordert. Ist es also möglich, Femtosekundenlaser vollständig aus Glas herzustellen? Wissenschaftlern der Eidgenössischen Technischen Hochschule in Lausanne ist dies mit einem Laser gelungen, der nicht größer als eine Kreditkarte ist und sich einfacher ausrichten lässt, heißt es in der neuesten Ausgabe der Fachzeitschrift Optics.
Bildwissenschaftler haben einen Gigafemtosekundenlaser auf einem Glassubstrat hergestellt.
Da Glas aufgrund seiner geringeren Wärmeausdehnung als herkömmliche Substrate ein stabiles Material ist, wählten die Forscher Glas als Substrat und verwendeten einen kommerziellen Femtosekundenlaser, um spezielle Rillen in das Glas zu ätzen, um die Grundkomponenten des Lasers präzise zu platzieren. Selbst bei der Präzisionsfertigung im Mikrometerbereich sind die Nuten und die Komponenten selbst nicht präzise genug, um eine Ausrichtung in Laserqualität zu erreichen. Mit anderen Worten: Die Spiegel waren noch nicht vollständig ausgerichtet, sodass ihr Glasgerät zu diesem Zeitpunkt nicht als Laser verwendet werden konnte.
Daher haben die Forscher die Ätzung so gestaltet, dass ein Spiegel in einer Rille mit einer mikromechanischen Biegung sitzt, die den Spiegel lokal verdreht, wenn der Femtosekundenlaser beleuchtet wird. Nachdem sie den Spiegel auf diese Weise ausgerichtet hatten, schufen sie schließlich einen stabilen, kleinen Femtosekundenlaser.
Trotz seiner geringen Größe hat der Laser eine Spitzenleistung von etwa 1 Kilowatt und sendet Impulse für weniger als 200 Femtosekunden aus, eine Zeit, die so kurz ist, dass Licht nicht durch menschliches Haar dringen kann.
Diese Methode zur dauerhaften Ausrichtung von Freiraumoptiken durch Laser-Materie-Wechselwirkung ist auf eine Vielzahl optischer Schaltkreise mit extremer Ausrichtungsauflösung bis in den Subnanometerbereich skalierbar.
