fs-Verstärkersystem (Erneuerung)

• Fachliche Zuordnung: Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 584522304

Ziel des Vorhabens ist die Erweiterung der experimentellen Möglichkeiten für zeitaufgelöste spektroskopische Untersuchungen in kondensierter Materie durch die Erschließung des mittleren Infrarotbereichs. Damit sollen Fragestellungen bearbeitet werden, bei denen selektive Anregung und Detektion spezifischer elektronischer und schwingungsbezogener Freiheitsgrade erforderlich sind und die mit der derzeit verfügbaren spektralen Abdeckung nur eingeschränkt zugänglich sind. Im wissenschaftlichen Fokus stehen drei Ziele. Erstens sollen Übergänge innerhalb gebundener Exzitonzustände zeitaufgelöst untersucht werden, um die Kopplung von Anregungen und ihre Relaxationspfade in Halbleitern und niedrigdimensionalen Materialsystemen auf mikroskopischer Ebene zu quantifizieren. Zweitens sollen Gitterschwingungen und ihre Kopplung an elektronische Anregungen gezielt angeregt und verfolgt werden, um Energiefluss, Dissipation und mögliche nichtgleichgewichtige Zustände in funktionalen Materialien zu verstehen. Drittens sollen gekoppelte elektronische und ionische Dynamiken in komplexen Materialsystemen untersucht werden, bei denen Bewegungen von Ionen und Ladungsträgern gemeinsam die optischen und elektronischen Eigenschaften bestimmen. Die geplante Erweiterung ergänzt und stärkt zugleich bestehende Messmöglichkeiten im nahen sichtbaren und nahen infraroten Spektralbereich. Insbesondere werden Langzeitstabilität und Reproduzierbarkeit für nichtlineare Experimente verbessert, die eine konstante Strahlparameterlage und eine verlässliche Umwandlung in nachgeschalteten Erzeugungsstufen erfordern. Dadurch werden Messreihen über viele Stunden bis Tage mit konsistenten Bedingungen möglich, was für quantitative Auswertungen und Vergleichbarkeit zwischen Proben und Messkampagnen wesentlich ist. Die Umsetzung erfolgt durch gezielte Ertüchtigung leistungsbestimmender Teilsysteme unter Weiternutzung der vorhandenen Labor- und Sicherheitsinfrastruktur sowie der bestehenden Strahlführung und Detektion. Damit werden die wissenschaftlichen Ziele effizient erreicht, ohne funktionsfähige Komponenten unnötig zu ersetzen. Insgesamt schafft das Vorhaben die Voraussetzung, um zeitaufgelöste Experimente mit erweiterter spektraler Reichweite und erhöhter Stabilität durchzuführen und damit zentrale Material- und Anregungsprozesse auf relevanten Zeitskalen besser zu verstehen.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: fs-Verstärkersystem (Erneuerung)
• Gerätegruppe: 5700 Festkörper-Laser
• Antragstellende Institution: Justus-Liebig-Universität Gießen
• Leiter: Professor Dr. Sangam Chatterjee