Die nichtlineare Ausbreitung von Laserimpulsen hoher Intensität oberhalb einer kritischen Spitzenleistung ist durch ein selbststeuerndes Verhalten gekennzeichnet, das als Filamentierung bezeichnet wird. Laserfilamente sind selbsttragende Lichtstrukturen mit konstanten Kerndurchmessern, deren Länge um Größenordnungen über ihrer Rayleigh-Länge liegen kann. Wenn die Spitzenleistung des Laserimpulses ausreichend groß ist, können aufgrund des durch Selbstfokussierung verursachten Zusammenbruchs des Laserstrahls nichtlineare Effekte höherer Ordnung auftreten, wie beispielsweise die Plasmaentstehung durch Mehrphotonenionisation. Es wurden bereits vielfältige Anwendungsmöglichkeiten für die Laserfilamentation gefunden, doch bislang war dieses Forschungsgebiet durch die verfügbaren Lasersysteme zur Steuerung des Prozesses begrenzt. Zwar konnten hohe Durchschnittsleistungen, Intensitäten oder Wiederholungsraten erreicht werden, jedoch war es nie möglich, alle drei Parameter gleichzeitig zu realisieren. Unsere Forschung konzentriert sich auf diesen unerforschten Bereich der Laserfilamentierung unter Verwendung von Femtosekundenimpulsen mit hohen Impulsenergien und Wiederholungsraten. Zu diesem Zweck verfügt unsere Gruppe über eine Vielzahl unterschiedlicher Lasersysteme, von Hochleistungs-NIR-Systemen bis hin zu hochintensiven SWIR-Systemen. Zu den Untersuchungsthemen gehören grundlegende Studien, sowohl experimentell als auch simuliert, zur durch Plasmafilamente induzierten Hydrodynamik in der Luft, zu den daraus resultierenden kumulativen Effekten und deren Auswirkungen auf den Filamentierungsprozess selbst sowie Studien zur Auslösung elektrischer Entladungen über Plasmafilamente, zur filamentbasierten optoakustischen Aerosolklärung zur Verbesserung der optischen Telekommunikation im freien Raum, zur kohärenten Plasmakomik und zu plasmagestützten THz-Quellen.