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Physikalische Gesellschaft Zürich
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PD Dr. Lukas Gallmann
ETH Zürich

Von Chirped-Pulse Amplification zu Attosekundendynamik im Festkörper

Donnerstag 7. März 2019, um 19:30 Uhr
ETH Hauptgebäude Hörsaal HG G5, Rämistrasse 101

/events/ss19/event.20190307/Chirped_laser_amplifier_deutsch_150.jpg
Schematischer Aufbau eines Chirped Pulse Amplifiers (Quelle Wikipedia).

Eine Hälfte des Physiknobelpreises 2018 wurde an Donna Strickland und Gérard Mourou für die Erfindung der Chirped-Pulse Amplification (CPA) verliehen. Dieser Vortrag erläutert die Funktionsweise und Bedeutung dieser Technik mit einem speziellen Blick auf die aktuelle Forschung unserer Gruppe, welche durch CPA erst ermöglicht wurde.

Erst mit CPA konnten Laserquellen gebaut werden, welche Pulse mit einer Dauer von nur wenigen Schwingungszyklen des optischen Feldes erzeugen und welche gleichzeitig über eine so hohe Spitzenintensität verfügen, dass über den Mechanismus der Hohen-Harmonischen-Erzeugung Lichtpulse von Attosekundendauer erzeugt werden konnten. Auf Attosekundenskalen sind die Vibrationsbewegungen der Atomkerne eingefroren und nur die viel leichteren Elektronen zeigen noch relevante Dynamik.

Wir benutzen Attosekundenpulse, um zu messen, wie die Elektronen in einem Festkörper auf die starken, schnell oszillierenden elektrischen Felder in einem ultrakurzen Laserpuls reagieren. Wie verhalten sich die Elektronen in einem Isolator mit grosser Bandlücke, wie in einem Halbleiter und wie in einem Metall? Diese Experimente liefern nicht nur grundlegende Einblicke in elektronische Prozesse im Festkörper auf bislang experimentell nicht zugänglichen Zeitskalen, son- dern geben auch Hinweise auf mögliche technologische Grenzen zukünftiger elektronischer und opto-elektronischer Kompo- nenten.


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