Attosekundenphysik mit dem Reaktionsmikroskop: Eine Konzeptstudie, erste Experimente und mögliche Anwendungen

Diese Arbeit beschreibt den Aufbau einer Apparatur für die zeitaufglöste Impulsspektroskopie an kleinen Quantensystemen sowie die ersten Experimente, die damit durchgeführt wurden. Durch die Kombination der kürzesten derzeit verfügbaren Laserimpulse, die nur einige 100 Attosekunden dauern (1 as = 10^-18 s), mit einem Reaktionsmikroskop, welches die vollständige Rekonstruktion der Impulsvektoren der geladenen Bruchstücke eines Ionisations- oder Dissoziationsvorgangs ermöglicht, werden mit dieser Apparatur präzise und detaillierte Untersuchungen von Vorgängen in der Elektronenhülle von Atomen und kleinen Molekülen zugänglich. Die im Rahmen dieser Arbeit durchgeführten Messungen dienten zunächst der Charakterisierung der erzeugten Attoskunden-Impulse. Deren Dauer beträgt ca. 250 as, wobei die Strahlung abhängig von der Dauer der erzeugenden Infrarot-Laserpulse in Impulsfolgen von jeweils 30 Einzelpulsen emittiert wird. Auf die vorbereitenden Messungen folgte eine detaillierte, energieaufgelöste Untersuchung der Winkelverteilung der bei der Ionisation mit Attosekunden-Impulsen in einem schwachen, externen Infrarot-Laserfeld emittierten Photoelektronen. Dabei konnten Beobachtungen anderer Forschungsgruppen bestätigt werden. Darüber hinaus stehen mit diesen Messungen erstmals umfassende, energie- und winkelaufgelöste Daten zur zwei-Farben-Ionisation verschiedener Edelgase mit Attosekunde-Impulsen zur Verfügung, welche unter denselben experimentellen Bedingungen durchgeführt wurden