Nichtlineare Attosekunden-Metrologie und kohärente Kontrolle bei geseedeten Freie-Elektronen-Lasern.

• Antragsteller: Professor Dr. Giuseppe Sansone
• Fachliche Zuordnung: Optik, Quantenoptik und Physik der Atome, Moleküle und Plasmen
• Förderung: Förderung seit 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 547508320

Das Forschungsprojekt mit dem Titel "Nonlinear Attosecond Metrology and Coherent Control at Seeded Free-Electron Lasers" (Nichtlineare Attosekunden-Metrologie und kohärente Kontrolle an gekeimten Freie-Elektronen-Lasern) konzentriert sich auf zwei experimentelle Strahlzeiten, die der Forschungsgruppe von Prof. Dr. Sansone am geseeded Freie-Elektronen-Laser FERMI in Triest, Italien, gewährt wurden. Das Projekt verfolgt zwei Hauptziele und stützt sich auf die umfassende Erfahrung der Sansone-Gruppe in der Attosekunden-Metrologie und -Spektroskopie, die sie durch den Einsatz von Tischquellen auf der Grundlage der Erzeugung von Oberwellen hoher Ordnung erworben hat, sowie auf die Erfahrung in der Erzeugung und Charakterisierung, die sie während früherer Strahlzeiten am FERMI erworben hat. Das erste Hauptziel dieses Vorschlags ist die Vorstellung eines innovativen Ansatzes in der Attosekunden-Metrologie, der auf der nichtlinearen Wechselwirkung zwischen zwei Replikaten eines Attosekunden-Pulszugs mit einem Infrarot-Laserpuls beruht. Dieser Ansatz stützt sich auf die Erfahrungen, die am FERMI mit Experimenten zur Vier-Wellen-Mischung gesammelt wurden. Insbesondere soll eine neue Methode zur Bestimmung der Gruppenverzögerungsdispersion von drei aufeinanderfolgenden Harmonischen demonstriert werden, die auf der Messung von sichtbaren/ultravioletten Pulsen beruht, bei denen die spektrale Erfassung weniger schwierig ist als im extrem ultravioletten (XUV) Bereich. Dieser Ansatz stimmt mit den jüngsten experimentellen Ergebnissen überein, die mit dem Mini-TIMER-Instrument am FERMI für die zeitliche Charakterisierung von XUV-Pulsen unter Verwendung eines XFROG-Ansatzes erzielt wurden, sowie mit der jüngsten Untersuchung von transienten XUV-Gittern, die von Pulsen mit unterschiedlichen zentralen Energien erzeugt werden. Das zweite Hauptziel dieses Vorschlags besteht darin, die kohärente Kontrolle der Photoelektronenemission in einem Molekül (Stickstoff) durch die Kombination von drei kohärenten Harmonischen des FEL FERMI zu zeigen. Durch Ausnutzung der Kontrolle der relativen Phase zwischen den Harmonischen soll insbesondere die Auswirkung einer zwischengeschalteten autoionisierenden Resonanz auf den Photoionisationsprozess und auf die anschließende Kerndynamik im Molekülion untersucht werden. Unter Verwendung einer atomaren Referenz soll der zusätzliche Phasenbeitrag der Resonanz auf den Photoionisationsprozess charakterisiert werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Internationaler Bezug: Schweden, Spanien, USA
• Kooperationspartner: Professor Dr. Fernando Martín; Professor Dr. Johan Mauritsson; Dr. Jeremy Rouxel; Professor Dr. Uwe Thumm