Kinematisch vollständige Untersuchungen von Ein- und Mehrelektronenprozessen in starken Laserfeldern

• Antragsteller: Professor Dr. Reinhard Dörner
• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung von 2000 bis 2007
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5267378

• Erstellungsjahr: 2007

Zusammenfassung der Projektergebnisse

Es wurde eine COLTRIMS Kammer mit Überschallgasstrahl und einem Grundvakuum von 2 10^-10 mbar zunächst an der Universität Frankfurt aufgebaut und getestet und dann an das NRC in Ottawa (Gruppe Corkum) verlegt. Die Apparatur liefert bis heute hervorragende wissenschaftliche Ergebnisse und bildet den Grundstock einer langfristig angelegten Kollaboration unserer Frankfurter Arbeitsgruppe mit der Gruppe von Paul Corkum. Die Apparatur wird am NRC an einem femtosekunden TiSa-Verstärkersystem mit 200kHz Repetitionsrate und 5μJ Pulsenergie bei 40fsec Pulsdauer betrieben. Ein Doktorand in diesem Projekt (Andre Staudte) ist heute Postdoc am NRC in Kanada, wo er mit diese Kammer weiter experimentiert. Im Rahmen dieses Projektes wurde die Doppelionisation von He, Ne, Ar, N2 und ff2 vermessen. Für Neon ist es uns dabei als einziger Gruppe weltweit gelungen, ein kinematisch vollständiges Experiment zu publizieren. Wir konnten Winkelverteilungen eines der Elektronen als Funktion des Winkels des zweiten Elektrons bei festen Energien messen. Am N2 konnten wir die Abhängigkeit der Doppelionisationsdynamik, von der die Orientierung des Moleküls zur Polarisationsachse untersuchen. Bei diesen Ergebnissen wurden Unterschiede in der Elektronendynamik von nur 23 Attosekunden gesehen. Am H2 haben wir eine neue bisher unbeobachtete Peakfolge im Kinetik Energy Release der Ionen entdeckt und hierfür eine Interpretation geliefert. 2-mal waren die Ergebnisse aus diesem Projekt auf der Titelseite von PRL zu sehen, einmal auf der Titelseite von J.Phys.B.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• Experimental Evidence for Electron Repulsion in Multiphoton Double Ionization. J. Phys. B., 34 (2001) L449
  M. Weckenbrock, M. Hattass, A. Czasch, O. Jagutzki, T. Weber, H. Roskos, T. Löffler, M. Thomson, R. Dörner
  
• Multiple Ionization in Strong Laser Fields. In: Advances in Atomic and Molecular Physics Volume 48, ed: B. Bederson and H. Walther, Academic Press 2002
  R. Dörner, Th. Weber, M. Weckenbrock, A. Staudte, M. Hattass, R. Moshammer, J. Ullrich, H. Schmidt-Böcking
  
• Electron-Electron Momentum Exchange in Strong Field Double Ionization. Phys. Rev. Lett. 91(2003)123004
  M. Weckenbrock, A. Becker, A. Staudte, S. Kammer, M. Smolarski, V. R. Bhardwaj, D. M. Rayner, D. M. Villeneuve, P. B. Corkum and R. Dörner
  
• Fully differential rates for femtosecond multiphoton double ionization of neon. Photonics North 2004: Photonic Applications in Telecommunications, Sensors, Software, and Lasers, edited by J. Armitage, R. Lessard, G. Lampropoulos, Proc. of SPIE Vol. 5579 (SPIE, Bellingham, WA, 2004) page 708 ff
  D. Zeidler, M. Weckenbrock, A. Staudte, Th. Weber, M. Schöffler, M. Meckel, S. Kammer, M. Smolarski, O. Jagutzki, V.R. Bhardwaj, D.M. Rayner, D.M. Villeneuve, P.B. Corkum, and R. Dörner
  
• Fully Differential Rates for Femtosecond Multiphoton Double lonization of Neon. Phys. Rev. Lett. 92 (2004) 213002
  M. Weckenbrock, D. Zeidler, A. Staudte, Th. Weber, M. Schöffler, M. Meckel, S. Kammer, M. Smolarski, O. Jagutzki, V. R. Bhardwaj, D. M. Rayner, D. M. Villeneuve, P. B. Corkum and R. Dörner
  
• Mehrelektronenprozesse in starken Laserfeldern - Ein kinematisch vollständiges Experiment Dissertation (2004)
  Matthias Weckenbrock
  
• Controlling Attosecond Double Ionization Dynamics via Molecular Alignment. PRL 95, 203003 (2005)
  D. Zeidler, A. Staudte, A. B. Bardon, D. M. Villeneuve, R. Dörner, and P. B. Corkum
  
• Multiple fragmentation of atoms in femtosecond laser pulses. J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 38 (2005) S753-S772
  A. Becker, R. Dörner and R. Moshammer
  
• Subfemtosecond Electron Dynamics of H2 in Strong Fields or The Quest for the Molecular Clock Dissertation (2005)
  Andre Staudte
  
• Alignment independence of the instantaneous ion/zatton rate for nitrogen molecules. J. Phys. B: At. Mol. Opt. Phys. 39 (2006) L159-L166
  D. Zeidler, A. B. Bardon, A. Staudte, D. M. Villeneuve, R. Dörner and P. B. Corkum
  
• Attosecond Strobing of Two-Surface Population Dynamics in Dissociating H2+. Phys. Rev. Lett. 98, 073003 (2007)
  A. Staudte, D. Pavicic, S. Chelkowski, D. Zeidler, M. Meckel, H. Niikura, M. Schöffler, S. Schössler, B. Ulrich, P. P. Rajeev, Th. Weber, T. Jahnke, D. M. Villeneuve, A. D. Bandrauk, C. L. Cocke, P. B. Corkum, and R. Dörner
  
• Binary and Recoil Collisions in Strong Field Double Ionization. Phys.Rev.Lett.
  A. Staudte, C. Ruiz, M. Schöffler, S. Schössler, D. Zeidler, Th. Weber, M. Meckel, D.M. Villeneuve, P.B. Corkum, A. Becker and R. Dörner