Ludwig-Maximilians-Universität München
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Laserphysik

Ultrakurzzeit-Experimente im Schnelldurchlauf

München, 05.02.2019

LMU-Laserforscher verkürzen im Rahmen des Projekts Megas die Dauer von Messkampagnen zur Beobachtung von Elektronenbewegungen um den Faktor 1000.

Ultrakurzzeitmesskampagnen dauern künftig deutlich kürzer. (Foto: Thorsten Naeser, MPQ)

Ultraschnelle Photonenspektroskopie ermöglicht Einblicke in die Bewegungen von Elektronen in Atomen, Molekülen und Festkörpern in einer zeitlichen Auflösung von Attosekunden. (Eine Attosekunde ist ein Milliardstel einer milliardstel Sekunde). Bisher limitieren lange Messzeiten viele Experimente, besonders dann, wenn bei Elektronen deren Energie, Impuls und Emissionsort in der Materie erkundet werden sollen. Nun haben LMU-Physiker eine Technologie entwickelt, die die Dauer von Experimentier-Zeiten für Ultrakurzzeit-Messkampagnen deutlich verkürzt. Herzstück dieser Technik, die im Rahmen des Projekts MEGAS in Kooperation mit dem Max-Planck-Institut für Quantenoptik und der Fraunhofer-Gesellschaft entwickelt wurde, ist ein Überhöhungsresonator. In ihm werden Laserpulse so konfiguriert, dass sie rund 18,4 Millionen Mal pro Sekunde genug Energie zur Verfügung stellen, um aus ihnen wiederum Attosekunden-Lichtblitze zu erzeugen, die für Ultrakurzzeit-Experimente geeignet sind. Über ihre Ergebnisse berichten die Forscher aktuell in der Fachzeitschrift Nature Communications.

„Mit der neuen Technologie ist es möglich, rund 1000 Mal höhere Pulswiederholungsraten zu erzeugen, als es bisher möglich war, wodurch die Messzeit um denselben Faktor verkürzt wird“, erklärt Dr. Ioachim Pupeza, der Leiter des Projekts. „Die Entwicklung ist von großer Bedeutung für die Materialforschung und eröffnet neue Möglichkeiten für die Untersuchung von lokalen elektrischen Feldern in Nanostrukturen, zum Beispiel für künftige Anwendungen in der Informationsverarbeitung mit Lichtwellen.“

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