Charakterisierung Metallnanopartikel-vermittelter Transformationseffekte an dünnen PMMA-Schichten und DNA unter Laserbestrahlung. - 58 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2007
Metallnanopartikel bilden an der Oberfläche in Abhängigkeit von ihrer Größe, Form, dem Material, aus dem sie bestehen, sowie ihrer chemischen Umgebung Partikel-Plasmonen aus, die für die typischen Färbungen kolloidaler Lösungen verantwortlich sind. Ziel dieser Arbeit ist die Nutzung dieser charakteristischen optischen Eigenschaften der Metallnanopartikel, um Metallnanopartikel-markierte Moleküle spezifisch und parallel im sub-Wellenlängenbereich zu manipulieren. Die Metallnanopartikel dienen dabei als Nano-Antenne für Laserstrahlung und konvertieren die optische Energie des Laserlichtes in thermische Energie. Die Charakterisierung der thermischen Entwicklung der Nanopartikelumgebung erfolgte mit Hilfe thermosensitiver Schichten aus PMMA. Dabei wurde der Einfluss des Substratmaterials, der deponierten Laserenergie sowie der Partikelgröße untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass die verwendeten Goldnanopartikel fs-Pulse mit einer Wellenlänge von 530 nm in Wärme konvertieren. Die Spezifität dieser Energiekonvertierung konnte nachgewiesen werden: Thermische Schädigungen an DNA-Molekülen traten nur in unmittelbarer Nachbarschaft zu Goldnanopartikeln auf, unmarkierte DNA-Moleküle blieben unverändert.
Aufbau und Untersuchung eines Er:Yb-Faserlasers: Vergleich von Laserfasern mit unterschiedlichen Kern- und Claddingstrukturen. - 50 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2007
Claddinggepumpte Er:Yb-dotierte Fasern für den Einsatz in Faserlasern und -verstärkern bei 1,55 æm profitieren von der Verfügbarkeit leistungsstarker Pumpdioden im Yb-Absorptionsbereich. Ein effizienter Energietransfer zu den Er-Ionen erfordert hohe Seltenerd- und Phosphorkonzentrationen, was mit einer starken Brechzahlerhöhung verbunden ist. Um trotzdem Fasern mit großem Kern und guter Strahlqualität (sogenannte Large Mode Area LMA-Fasern) zu realisieren, wurde eine Verringerung der effektiven Kern-NA angestrebt. Dies erfolgte mit zwei verschiedenen Konzepten: einer Multifilamentstrukturierung des Kerns bzw. dessen Einbettung innerhalb eines brechzahlerhöhten Rings. - Die neu entwickelten Fasern wurden hinsichtlich ihrer Pumplichtabsorption und Lasereffizienz im Vergleich zu herkömmlichen Er:Yb-Multimodefasern untersucht. Mit Hilfe eines Raytracing- und Modensimulationsmodells wurde das Pumpabsorptionsverhalten verschiedener Claddinggeometrien modelliert und mit Messergebnissen verglichen. Zur Beurteilung des aktiven Verhaltens wurden die realisierten Fasern in einem Fabry-Perot-Laseraufbau untersucht. Laserkennlinien und spektren sowie gemessene Yb-Fluoreszenzlebensdauern dienen der Beurteilung der Energietransfereffizienz von Yb zum Er und dem Vergleich beider Faserkonzepte. - Aus den durchgeführten Simulationsrechnungen folgt, dass sich die Doppel-D-Form als Cladding gut eignet, jedoch durch Triple- bzw. Achteckform verbessert werden kann. Ebenso wird das MFC-Konzept bestätigt. Der direkte Vergleich von Simulation und Messung an einer hochabsorbierenden Faser spricht deutlich für die Verwendung von Raytracing zur Faserdimensionierung. Es konnten anhand der Sockelfasern hohe Pumpabsorptionen und Laseranstiegseffizienzen von bis zu 40% demonstriert werden. Diese Fasern zeigen einen effizienten Energietransfer, welcher bei der realisierten MFC-Faser wesentlich niedriger ist, jedoch durch eine höhere Dotierung verbessert werden.