Nanoprocessing with nanojoule near-infrared femtosecond laser pulses

Nahe infrarote Femtosekunden-Laserpulse stellen neuartige Werkzeuge für die ultrapräzise intrazelluläre Chirurgie und Intragewebe-Chirurgie, die Zellisolierung und Nanostrukturierung von Biomaterialien sowie die hochauflösende Multiphotonen-Tomographie dar. Die für die Multiphotonen-Ablation erforderliche hohe transiente Laserintensität von TW/cm2 kann durch Laserpulse kompakter turn-key Laseroszillatoren geringer Nanojoule Pulsenergie und durch den Einsatz von Fokussieroptiken hoher numerischer Apertur erreicht werden. Die meisten Experimente wurden mit einem neuartigen kompakten Femtosekunden-Laserscanning-System (FemtOcut, JenLab) durchgeführt. Die gute Fokussierung verursacht ein geringes Sub-Femtoliter-Interaktionsvolumen, welches die Nanobearbeitung im Sub-200 nm-Bereich ohne destruktive photodisruptive kollaterale Effekte ermöglicht. FWHM Schnittbreiten und Nanostrukturen in Silizium von weniger als 70 nm sowie das Knock-out von spezifischen Sub-70 nm-Genombereichen konnten unter Verwendung einer Laserwellenlänge von 800 nm realisiert werden. Mit einer Präzision von besser als einer Größenordnung unter “Abbe`s Beugungsbegrenzung” arbeitend, demonstrieren wir Nano- und Microdissektion für Applikationen in Genomics und Proteomics, Sub-100 nm-Nanostrukturierung für Zelladhäsionsstudien, die Destruktion von intrazellulären Organellen und Intragewebszellen, die gezielte Transfektion sowie okulare refraktive Nanochirurgie. Nah-Infrarot-Femtosekundenlaser werden bedeutende Werkzeuge der Laser Nanomedizin werden.