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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-80999
URL: http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/8099/


Wilbois, Timo Eduard Karl

Single ionization of molecular hydrogen in strong laser fields : experimental imaging and analysis

Einfachionisation von molekularem Wasserstoff in starken Laserfeldern

Dokument1.pdf (27.811 KB) (md5sum: 3ad4054408619d32fbf975123e5545eb)

Kurzfassung in Englisch

The investigation of ionization dynamics of molecular hydrogen exposed to strong fields of ultra-short laser pulses has received continued attention in theory and experiment during the last two decades. Most experiments were addressed to the double ionization of H2 or dissociation of the molecular ion H2+. The investigation of the single ionization process of the neutral molecule however is restricted to very few experiments.

In the present thesis single ionization of H2 with pulses of 100 fs duration at intensities in the range of 10^13 to 10^14 W/cm^2 and at wavelengths between 300 and 800 nm is investigated, thus in a domain where neither perturbation theory nor approximative strong-field theories are applicable.
The single ionization of H2 is analyzed on basis of measured angular-resolved photoelectron spectra. Comparison with theoretical computations is performed for angular-resolved photoelectron spectra in a simplistic model calculation and for intensity dependent ionization rates with ab initio calculations.

In addition to the measurement and analysis of photoelectron spectra, experimental techniques have been improved and a comparison of algorithms addressing the Abel-inversion of experimental imaging data was performed.
In order to further investigate the ionization dynamics in H2 a novel spectrometer type was constructed to allow for multi-coincidence measurements of the ionization fragments.


Kurzfassung in Deutsch

Die Ionisationdynamik molekularen Wasserstoffs in starken Laserfeldern ultrakurzer Pulse war in den letzten 20 Jahren Thema zahlreicher theoretischer und experimenteller Arbeiten. Die meisten Experimente behandelten die Doppelionisation von H2 oder die Dissoziation des Molekülions H2+. Die Untersuchung der Einfachionisation des neutralen Moleküls ist hingegen auf einige wenige Arbeiten beschränkt.

In der vorliegenden Arbeit wird die Einfachionisation von H2 bei Pulslängen um 100 fs und Intensitäten zwischen 10^13 und 10^14 W/cm^2 bei Wellenlängen zwischen 300 und 800 nm untersucht, demzufolge in einem Parameterbereich, in dem weder störungs-theoretische noch approximative Theorien sinnvoll anwendbar sind.
Die Einfachionisation von H2 wird im Rahmen dieser Arbeit auf Basis gemessener, winkelaufgelöster Photoelektronenspektren analysiert. Vergleich mit Rechnungen wird für die winkelaufgelösten Photoelektronenspektren im Rahmen eines vereinfachten Ionisationsmodells vorgenommen, intensitätsabhängige Ionisationsraten werden mit ab initio Rechnungen verglichen.

Neben der Messung und Analyse von Photoelektronenspektren wurden die experimentellen Methoden verbessert und ein Vergleich verschiedener Methoden zur Abel-Inversion der experimentellen Bilddaten vorgenommen.
Zur weiteren Untersuchung der Ionisationsdynamik von H2 wurde ein neuartiges Spektrometer konstruiert, das die Messung der Ionisationsfragemente in Koinzidenz ermöglicht.


SWD-Schlagwörter: Laserionisation , Mehrphotonenionisation , Wasserstoffmolekül , Photoelektronenspektroskopie
Freie Schlagwörter (deutsch): Starke Laserfelder , Multiphotonen-Ionisation , Photoelektronenspektroskopie , Molekularer Wasserstoff
Freie Schlagwörter (englisch): Strong Laser Fields , Multiphoton Ionization , Photoelectron Spectroscopy , Molecular Hydrogen
PACS Klassifikation 33.80.Rv , 33.60.+q , 33.20.Xx , 33.80.Wz
Institut: Physikalisches Institut
Fakultät: Fakultät für Mathematik und Physik
DDC-Sachgruppe: Physik
Dokumentart: Dissertation
Erstgutachter: Helm, Hanspeter (Prof. Dr.)
Sprache: Englisch
Tag der mündlichen Prüfung: 26.04.2011
Erstellungsjahr: 2011
Publikationsdatum: 26.05.2011
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