Fakultätsbericht 2016-2017 der Physikalisch-Astronomischen Fakultät

44 — Forschung Carl-Zeiss Juniorprofessur für Ultraviolette Dualkammspektroskopie Jun.-Prof. Dr. Birgitta Bernhardt Forschungsschwerpunkte  Weiterentwicklung der Dualkammspektroskopie bis in den extrem-ultravioletten Spektralbereich  XUV Interferometrie  Zeitaufgelöste Spektroskopie: Kontrolle der Ionisierungsdynamik in Edelgasen Nachdem die Erfindung optischer Frequenz- kämme die Präzisionsspektroskopie revolutionie- ren konnte und 2005 mit dem Nobelpreis für Phy- sik ausgezeichnet wurde, erweitern die stabili- sierten Kurzpulslaser fortwährend ihre Anwen- dungsbereiche, von ultrapräzisen optischen Atomuhren über die Kalibrierung astronomischer Spektrographen bis hin zur Molekülspektrosko- pie. Auch die von Birgitta Bernhardt mitentwickel- te Dualkammspektroskopie entpuppt sich als so vielseitig in der Physik, Biologie und Chemie ein- setzbar, dass sie mittlerweile in unterschiedli- chen Spektralbereichen realisiert wurde. Dabei ermöglicht die Überlagerung zweier Frequenz- kämme mit leicht unterschiedlicher Wiederholra- te ähnlich wie bei der Fouriertransformspektro- skopie die Messung extrem breitbandiger Ab- XUV Dualkammspektroskopie sorptionsspektren, nur mit millionenfach kürze- ren Messdauern und unerreichten relativen spektralen Auflösungen von bis zu 10 -9 . Einzig das hochenergetische Extrem- Ultraviolett (XUV) blieb bislang der jungen Spekt- roskopiemethode mangels geeigneter hochrepe- titiver XUV-Laserquellen unzugänglich. Mit Hilfe der in den Gruppen von Jens Limpert und Andre- as Tünnermann entwickelten faserbasierten Hochleistungsverstärkern wird seit Februar 2017 am Institut für angewandte Physik die Dual- kammspektroskopie bis in den XUV-Bereich (6- 100 eV) erweitert. Damit werden zum Beispiel Untersuchungen der Anregungszustände in Ato- men und Molekülen mit noch nie dagewesener spektraler Auflösung im µeV-Bereich möglich. Abb. 1. Schema der Dualkammspektroskopie im Extremen Ultraviolett: Zwei Frequenzkämme werden mittels Hoher- Harmonischen-Erzeugung (HHG) im extrem-ultravioletten Spektralbereich erzeugt und interferometrisch überlagert. Fouriertransformation der zeitabhängigen Interferogramme liefert extrem breitbandige Spektren (>100 THz) mit spektralen Auflösungen bis zu wenigen µeV. Skizze: Birgitta Bernhardt