Ultraschnelles Licht, höchste Präzision: Jenaer Forscher erhält Auszeichnung auf der UFO XIV

Vom 5. bis 10. Oktober 2025 fand auf der Insel São Miguel (Azoren, Portugal) die 14. Ultrafast Optics Conference (UFO XIV) statt. Daniel Santiago Penagos Molina aus der Forschungsgruppe für Röntgenspektroskopie und -mikroskopie wurde dort mit dem zweiten Platz des Student Talk Award ausgezeichnet.

Die UFO-Konferenz versammelt alle zwei Jahre führende Expertinnen und Experten, um neueste Entwicklungen rund um ultrakurze Laserpulse zu diskutieren – Lichtblitze im Femtosekunden- oder Attosekundenbereich. Solche Pulse ermöglichen es, Materie auf fundamentalen Zeitskalen zu untersuchen und gezielt zu steuern.

In seinem Vortrag „Ångström-scale surface metrology enabled by a compact milliwatt-class HHG source“ zeigte Penagos Molina, wie sich mit einer kompakten, auf hochharmonischer Generation (HHG) basierenden Quelle für extrem ultraviolettes Licht (XUV) präzise Oberflächenmessungen im Ångström-Bereich realisieren lassen.

Sein Lasersystem, kaum größer als ein Labortisch, ermöglicht Aufnahmen von Oberflächenbereichen bis zu mehreren zehn Mikrometern – mit einer seitlichen Auflösung unter 100 Nanometern und einer Höhenpräzision unter 4 Ångström. Ein Ångström (1 Å) entspricht 10^-10 Metern, etwa dem Durchmesser eines Atoms. So erreichte das Team ein beeindruckendes Aspektverhältnis von vertikaler zu lateraler Präzision von etwa 1 zu 100.000.

Die HHG-Quelle arbeitete bei 46 nm Wellenlänge und Pulsdauern von 20 Femtosekunden. Damit konnten bis zu 20 Megapixel pro Stunde erfasst werden – aktuell die höchste berichtete Rate für ptychografische Bildgebung auf einer kompakten Laborplattform. Diese moderne, linsenlose Bildgebungstechnik rekonstruiert hochaufgelöste Bilder aus Beugungsmustern und vermeidet Bildfehler durch optische Linsen. Ideal für Bildgebung im Nanometer- und sogar atomaren Maßstab, insbesondere im Bereich Röntgen- und Extrem-Ultraviolett-Mikroskopie.

„Die UFO-Konferenz inspiriert mich, neue Ideen zu entwickeln und auszuloten, was mit ultraschnellem Licht möglich ist“, sagt Daniel Santiago Penagos Molina. „Ich habe mich sehr über die Auszeichnung gefreut. Es war schön zu sehen, dass sich meine viele Arbeit an Folien und Abbildungen ausgezahlt hat und ich mit meinem Vortrag überzeugen konnte. Diese Klarheit will ich auch in meine Dissertation einbringen!“

Mit dieser Auszeichnung würdigt die internationale Fachgemeinschaft die Beiträge junger Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Jena zur Entwicklung kompakter kohärenter XUV-Lichtquellen und präziser optischer Messtechnik.