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Projekt
Analyse der Elektronendynamik in Festkörpern durch Nachweis niedriger Harmonischer von Mischfeldern.
Antragsteller
Dr. Ihar Babushkin; Professor Dr. Uwe Morgner
Fachliche Zuordnung
Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
Förderung
Förderung von 2015 bis 2022
Projektkennung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 281310260
Jüngste Fortschritte in der Attosekundenforschung kündigen einen Paradigmenwechsel für die Festkörperphysik an. Das alte Bild, das durch Analyse langer Pulse im Frequenzbereich gekennzeichnet ist, wird derzeit durch ein neues ergänzt, das auf der Untersuchung mit starken ultrakurzen Pulsen im Zeitbereich beruht. In diesem Projekt soll in diesem Sinne die Inter- und Intraband-Elektronendynamik in Festkörpern auf Sub-Zyklen-Zeitskalen untersucht werden.Dazu werden zeitlich und polarisationsangepasste zweifarbige Felder sowie maßgeschneiderte Probengeometrien auf der Basis von photonischen Kristallen und Nanostrukturen zur Phasenanpassung und Symmetriebrechung zum Einsatz kommen. Zur Anregung werden die resonatorintern überhöhten maßgeschneiderten Nahinfrarot-Felder aus dem parametrischen Oaszillator der ersten QUTIF-Periode zum Einsatz kommen. In diesen Feldern werden niedrige Harmonische effizient erzeugt. Die Harmonischen werden mit Hilfe eines Schemas, das ebenfalls in der vorangegangenen QUTIF-Periode entwickelt wurde, sorgfältig analysiert, der „optischen Attoclock“, die die Rekonstruktion der Details der Elektronendynamik, wie z.B. einer Ionisationsverzögerung auf Attosekunden-Zeitskalen ermöglicht. Die Theorie aus der ersten QUTIF-Phase sagt voraus, dass die optische Attoclock in der Lage ist, die verschiedenen Mechanismen aufzulösen, die hinter der Erzeugung der niedrigen Harmonischen stehen, nämlich den Beitrag der Suszeptibilität (bound-bound), der Brunel-Strahlung (bound-free) und schließlich der Rekollision (bound-free-bound). Ziel dieses Projektes ist die erste experimentelle Demonstration der optischen Attoclock und die Untersuchung der nichtlinearen Elektronendynamik in Halbleitern und Dielektrika auf der Subzyklen-Skala in enger Verbindung von Experiment und Theorie. Dies führt nicht nur zu einem besseren Verständnis der nichtlinearen optischen Eigenschaften von Festkörpern, sondern auch zu effizienten Harmonischen-Quellen, z.B. im THz-Spektralbereich.
DFG-Verfahren
Schwerpunktprogramme
