Aufbau eines Laserverstärkersystems und Anwendung bei Photoionisationsexperimenten

Ultrakurze Laserpulse mit hoher Intensität sind ein vielseitiges Hilfsmittel bei der Spektroskopie von Atomen und Molekülen. Ihre Erzeugung, aber auch ihre Charakterisierung, stellt jedoch immer noch eine Herausforderung dar und ist mit hohem Entwicklungsaufwand verbunden. Das liegt zum einen daran, dass ultrakurze Laserpulse „zerbrechlich“ sind und ihre Eigenschaft „ultrakurz“ bei Kontakt mit optischen Elementen verlieren. Dies umso stärker, je kürzer die Pulsdauer ist. Andererseits ist der Bedarf an leistungsfähigen elektronischen Komponenten und auch an Pumplasern hoch. Im Rahmen dieser Arbeit wird am Max-Born-Institut ein 100 Hz-Ultrakurzpulslaser nach dem CPA-Prinzip aufgebau. Das Verstärkermaterial ist Titan-Saphir. Die laserplse werden mit einer SPIDER-Messeinrichtung (Spectral Phase Interferometry for Direct Electric-field Reconstruction) und spektroskopischen Methoden charakterisiert. Das Lasersystem wird anschliessend an eine bestehende COLTRIMS-Apparatur angepasst und Messungen der Impulsverteilung von Ne(hoch 3+) bei verschiedenen Laserintensitäten durchgeführt. In seiner endgültigen Version liefert der Laser ultrakurze Pulse von weniger als 50 Femtosekunden bei einer mittleren Leistungen von 300 mW. Im fokus eines Parabolspiegels mit 80 mm Brennweite sind 1,8x10(hoch16) W/cm(hoch2) möglich. Die Dreifachionisation von Neon-Atomen wird bei geringerer Intensität durchgeführt. Beobachtbar ist ein Übergang von nicht-sequentieller zu sequentieller Ionisation bei 3.42 x 10(hoch15) W/cm(hoch2). Die Intensität läßt sich in der COLTRISM-Apparatur mit der Impulsverteilung von Ne(hoch+)-Ionen bei niedriger Pulsenergie festlegen.