Fakultätsbericht 2016-2017 der Physikalisch-Astronomischen Fakultät

74 — Forschung AG für Attosekunden-Laserphysik Jun-Prof. Dr. Adrian Pfeiffer Forschungsschwerpunkte  Das Forschungsgebiet ist die Physik auf Zeitskalen im Bereich von Attosekunden (10 -18 s). Beispiele wichtiger Prozesse, die innerhalb von Attosekunden ablaufen, sind kohärente Ladungsbewegungen in Atomen, Molekülen und Festkörpern, der Zerfall von Atomen mit Löchern in inneren Schalen, so- wie Photoionisation.  Das Interesse der Arbeitsgruppe liegt einerseits in fundamentalen Fragestellungen, wie der zeitauf- gelösten Untersuchung von Elektronenbewegung, aber auch die Erzeugung von kurzen Pulsen im Ultraviolett (UV) und Vakuum-ultraviolett (VUV) sind wichtige Ziele.  Die Grundlage sowohl für die Präparation dieser Prozesse als auch für deren Beobachtung liefern intensive Laserpulse, die aus nur wenigen optischen Zyklen bestehen. Ziel dieses Projektes ist die Messung der nichtli- nearen Ansprechzeit einer Probe (dünne Gläser, Kristalle oder Flüssigkeitsfilme), um die Grenzen für lichtinduzierte Signalverarbeitung zu erfor- schen. Solche Materialien haben eine Bandlücke im Bereich 5—10 eV und daher eine viel kürzere Ansprechzeit als Halbleiter. Durch nichtlineare Wechselwirkung von fundamentalen Lichtpulsen mit einem Medium werden zusätzliche Lichtpulse erzeugt, deren Zeitverlauf die nichtlineare Dyna- mik im Medium wiederspiegelt. Eine Messung dieser Dynamik geschieht durch Rekombination der erzeugten Pulse mit den fundamentalen Pul- sen (Abb. 1). Ein geeignetes optisches System Subzyklenaufgelöste nichtlineare Spektroskopie muss gleiche Pfadlängen für alle Pulse nach der Interaktion in der Probe gewährleisten, was nor- malerweise aufgrund von Oberflächenunregel- mäßigkeiten der Optiken nicht möglich ist. Hier werden Oberflächenunregelmäßigkei- ten durch dynamische Translation und Rotation der optischen Komponenten kompensiert. Die nichtlineare Ansprechzeit wird durch Mittelung über viele Scans bestimmt. Pati A. P., Wahyutama I. S., Pfeiffer A. N. (2015): Subcycle-resolved probe retardation in strong-field pumped dielectrics. Nat. Commun. 6 , 7745. Leithold C. G., Reislöhner J., Leithold C. G., Gies, H., Pfeiffer A. N. (2017): Characterization of two ultrashort laser pulses using interfero- metric imaging of self-diffraction. Opt. Lett. 42, 23 Abb. 1. Laserpulse (~ 5 fs) werden in eine Probe fokussiert und bilden ein Intensitätsgitter. Durch Nichtlinearität dritter Ordnung werden zusätzliche Pulse erzeugt. Ein Hohlspiegel refokussiert die Pulse. Die Phase des durch die fundamentalen und die erzeugten Pulse gebildeten Lasergitters kodiert die Differenz der Ankunftszeit.