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Die Möglichkeit, Materie im Bereich von Mikro- oder Nanometern zu kontrollieren, d.h. festzuhalten, zu bewegen, zu ordnen und zu strukturieren, ist von entscheidender Bedeutung für ein tieferes Verständnis der physikalischen Eigenschaften der mikroskopischen Partikeln. und hat ein bemerkenswertes Potenzial im Bereich der Mikro/ Nanotechnologie. In unserer Gruppe interessieren wir uns für die Entwicklung und Anwendung von optischen Verfahren zur Manipulation und für die Anordnung von mikroskopischen Partikeln. Typische Beispiele für Partikel, die optisch Manipuliert werden können, sind einfache Mikrokugeln, Nanocontainer und Mikro- / Nanotools als nicht-lebende Objekte, und Zellen und Bakterien als lebenden Organismen [1]. Einerseits kann man durch optische Mikromanipulation winzige Partikel auf kleinsten Längenskalen definierten Situationen aussetzen. So kann man z.B. durch die Beobachtung von Streuprozessen, Wechselwirkungen oder Interaktionen mit der Umgebung Rückschlüsse auf elementare physikalische Eigenschaften ziehen. Andererseits kann aber auch die Strukturierung und Ordnung auf kleinsten Skalen selbst erstaunliche makroskopische Eigenschaften bedingen. Um diese Probleme anzugehen, gibt es viele verschiedene Ansätze. In unserer Gruppe werden hauptsächlichzwei komplementäre Ansätze zur Mikromanipulation umgesetzt: die holographisch optische Pinzette und die opto-elektronische Pinzette. Das Verständnis und die Nutzung dieser auf mikroskopischer Ordnung beruhenden Eigenschaften könnte der Schlüssel zur Entwicklung völlig neuartiger Materialien sein.

[1] Advanced optical trapping by complex beam shaping, M. Woerdemann, C. Alpmann, M. Esseling, C. Denz, Laser Photonics Rev. 7, 2013, 839–854