Erzeugung und Anwendung geformter Laserpulse mit oktavbreitem Spektrum

Der Traum der "kohärenten Quantenkontrolle", mit Hilfe von Laserlicht chemische Reaktionen zu steuern bzw. quantenmechanische Systeme gezielt in einen gewünschten Endzustand zu überführen, ist durch die rasche Entwicklung im Bereich der Erzeugung ultrakurzer Laserpulse und der Kontrolle ihrer spektralen Phase in vielen Bereichen bereits verwirklicht worden. In dieser Arbeit gelang durch die Kombination eines Laseroszillators mit einem oktavbreiten Spektrum und einem eigens dafür entworfenen hocheffizienten Pulsformer ein entscheidender Schritt zur Kontrolle des zeitlichen Intensitätsverlaufs von Laserpulsen auf einer Skala von wenigen Femtosekunden. Durch den Einsatz des Pulsformers als flexible Dispersionskompensation konnten die bislang kürzesten Lichtpulse direkt aus einem Laser-Oszillator mit einer Dauer von 4,3 fs erzeugt werden. Zusätzlich konnten zahlreiche zeitliche Pulsformen wie Doppel- oder Dreifachpulse mit variablem Abstand demonstriert worden. In einer ersten Anwendung konnten zweifarbige Doppelpulse zur Femtosekunden-Spektroskopie an dem Laserfarbstoff HDITCP eingesetzt und drei Molekül-Schwingungsmoden identifiziert werden. Desweiteren wurden die ultrakurzen Laserpulse zur Bildgebung in der nichtlinearen Optischen Kohärenztomographie eingesetzt und dadurch eine bislang unübertroffene Tiefenauflösung von 1,9 µm erreicht. Diese kann durch den Einsatz geformter Laserpulse in Zukunft weiter gesteigert und die chemische Selektivität der Bilder deutlich erhöht werden