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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-85419
URL: http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/8541/


Neimanns, Vera

One- and two-photon single and double ionization of 1D frozen planet helium

Dokument1.pdf (2.442 KB) (md5sum: e79621011ccc36b4d6994c2904ce0c16)

Kurzfassung in Englisch

In this diploma thesis we study one- and two-photon single and double ionization processes in one-dimensional “frozen planet” helium. We combine the method of complex rotation and Floquet theory to analyze the multiphoton ionization of such helium atoms by strong laser fields. More specifically, we compute the partial decay rates associated with well-defined asymptotic final states of the atom in the field. To this end, we extend the method of partial rates from auto-ionizing to photo-ionizing states.
In the regime of one-photon single ionization, we study the dependence of the partial rates associated with the singly ionized He+(N) states on the field frequency. We show that the electron-electron interaction provides couplings to higher single ion- ization continua, at a field intensity of 10^11 W/cm^2.
Furthermore, we examine two-photon single ionization processes, and analyze the role of the internal electronic structure of the atom. Besides the strong enhancements of the decay rate at resonance photon energies, we find a range of photon energies where interference effects strongly influence the signal, resulting in a suppression of the two-photon ionization yield.
Finally, we analyze the two-photon double ionization process in a regime of photon energies where double ionization via coupling to He+(1) or He+(2) states is possible. Above the second ionization threshold we find an enhancement of the two-photon double ionization rate which we attribute to the coupling of the ground state to the He+(2) channel.


Kurzfassung in Deutsch

In der vorliegenden Diplomarbeit werden die Ein- und Zwei-Photonen-Einfach- und Doppelionisation von Helium in der eindimensionalen “Frozen Planet” Konfiguration untersucht. Mit Hilfe der Methode der Komplexen Dilatation, kombiniert mit der Floquet-Theorie werden Multiphotonionisationsprozesse in starken elektromagnetischen Feldern analysiert. Partielle Ionisationsraten, die den Zerfall in unterschiedliche Zerfallskanaele He+(N) des einfach ionisierten Heliumatoms beschreiben, werden berechnet. Dazu wird die Methode der partiellen Raten von autoionisierenden Heliumzustaenden auf photoionisierende Heliumzustaende erweitert.
Die Ein-Photon-Einfachionisation des Triplet-Grundzustandes von Helium wird in Abhaengigkeit der Photonenergie bei einer Laserintensitaet von 10^11 W/cm^2 studiert. Eine Analyse der partiellen Raten zeigt, dass durch den Einfluss der Wechsel wirkung zwischen den Elektronen neben den Zerfallskana ̈len He+(1) und He+(2) weitere Kana ̈le He+(N) mit N > 2 geo ̈ffnet werden.
Zudem wird die Zwei-Photonen-Einfachionisation untersucht. Dabei wird der Grund- zustand u ̈ber angeregte, gebundene Heliumzusta ̈nde an das erste Ionisations- kontinuum gekoppelt. Im Verhalten der totalen Ionisationsrate als Funktion der Photonenergie existiert neben den durch Resonanzeffekte verstaerkten Signalen ein weiter Bereich, in dem Interferenzeffekte zwischen zwei benachbarten angeregten Heliumzusta enden dieRatebeeinflussen.HierbeobachtetmaneineUnterdru ̈ckung der Einfachionisation mit zwei Photonen.
Schließlich analysieren wir die Zwei-Photonen-Doppelionisation im Paramenterbere- ich nicht-sequentieller und sequentieller Kopplung an die Ionisationskanaele He+(1) und He+(2). Ab einer Laserintensitaet von 10^11 W/cm^2 finden wir oberhalb der zweiten Ionisationsschwelle ein Zwei-Photonen-Doppelionisationssignal, das wir auf die Kopplung des Grundzustands an den Kanal He+(2) zurueckfuehren.


SWD-Schlagwörter: Helium
Freie Schlagwörter (deutsch): Ionisation , Komplexe Rotation , Floquet Theorie
Freie Schlagwörter (englisch): helium , ionization , complex rotation , Floquet theory
PACS Klassifikation 32.80.-t , 32.80.Fb , 32.80.Zb
Institut: Physikalisches Institut
DDC-Sachgruppe: Physik
Dokumentart: Diplom-, Magister-, Masterarbeit
Sprache: Englisch
Erstellungsjahr: 2012
Publikationsdatum: 12.06.2012
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