Erzeugung und Anwendung intensiver ultrakurzer Lichtpulse mit stabiler Träger-Einhüllenden-Phase

Diese Dissertation beschreibt den Aufbau, die Charakterisierung und die Anwendung eines Lasersystems zur Erzeugung intensiver ultrakurzer Lichtpulse mit stabiler Träger–Einhüllenden–Phase. Diese Lichtpulse haben eine Dauer von wenig mehr als zwei optischen Schwingungszyklen. Durch die Stabilisierung ihrer Träger–Einhüllenden–Phase, also der relativen Lage zwischen der Intensitätseinhüllenden und der optischen Trägerwelle der Lichtpulse, konnte der zeitliche Verlauf ihres elektrischen Feldes auf beinahe 100 Attosekunden genau festgelegt werden (1 Attosekunde = 10^-18 Sekunden). Außerdem lassen sich mit dem System im Lichtfokus Spitzenfeldstärken erreichen, die mit den Feldstärken im Innern eines Atoms vergleichbar sind. Daher ist das Lasersystem zur Untersuchung von fundamentalen atomaren Prozessen mit einer Zeitauflösung im Attosekundenbereich hervorragend geeignet. Zwei derartige Experimente wurden im Rahmen dieser Arbeit durchgeführt: Zum einen konnte erstmals Terahertzstrahlung in einem Luftplasma erzeugt werden, ohne äußere Felder anzulegen. Dies ist die erste Beobachtung von optischer Gleichrichtung in einem räumlich isotropen Medium. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass dieser Prozess eine vielversprechende Methode zur Langzeitmessung der "absoluten" Träger–Einhüllenden–Phase ermöglicht. In einem zweiten Experiment wurde die Mehrphotonenionisation von Neon–Atomen untersucht. Dazu wurden in einem "Reaktionsmikroskop" die vektoriellen Impulse aller erzeugten Ionisationsfragmente gemessen. Bei der Einfachionisation sowie erstmalig bei der nichtsequentiellen Doppelionisation von Neon wurde eine signifikante Abhängigkeit der Ionenimpulse von der Träger–Einhüllenden–Phase der ionisierenden Lichtpulse beobachtet