Die präzise 3D-Mikrobearbeitung von komplexen Gläsern und Glaskeramiken stellt einen international wichtigen Forschungsbereich für die Mikrosystemtechnik aber auch für das Land Thüringen in Bezug auf die regionale Innovationsstrategie dar. Der Einsatzbereich reicht von der Mikrosensorik und -aktorik, über Optik und Präzisonsmesstechnik bis hin zu Lifesciences, Energiegewinnung und Quantentechnologien. Die reproduzierbare und präzise Glas-Mikrobearbeitung stellt immer eine große Herausforderung dar und erfolgt z.B. mit Flour-Plasma-basierten Verfahren. Die Erzeugung von 3D Strukturen in Glas ist durch diese Verfahren derzeit aber nur in sehr eingeschränktem Maße möglich und unverhältnismäßig aufwendig.
Im Rahmen des Antrags soll daher eine Anlage zur ressourcenschonenden, Flour-Gas-freien und effizienten 3D-Mikrobearbeitung von Gläsern und Glaskeramiken angeschafft werden. Mit Hilfe eines fokussierten Femtosekundenlasers können Gläser in einem hochlokalen Bereich modifiziert werden. Durch 3D-Führung des Laserfokus erfolgt die 3D-Bearbeitung, wobei primär das sog. "selective-laser(-induced) etching" (SLE) und das hermetische Verschweißen von Gläsern im Fokus stehen. Sekundär seien auf lokale Brechungsindex-Modifikationen, einen selektiven Materialabtragung (z.B. Metalldünnschichten) und die Zweiphotonenpolymerisation (2PP) verwiesen. Hierdurch lassen sich komplexe und neuartige 3D-Funktionsstrukturen schaffen, welche nicht oder nur mit unverhältnismäßig hohem Aufwand mit den gegenwärtig an der TU Ilmenau zur Verfügung stehenden Verfahren herstellbar sind. Nicht zuletzt gestattet die Anlage somit auch neue Ansätze in der Gestaltung und im Aufbau von interdisziplinär ausgerichteten Mikrosystemen, die es zu erforschen gilt.
