Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät

Institut für Physik

Fachgebiet: AG Cluster und Nanostrukturen

Betreuer: Prof. Dr. Karl-Heinz Meiwes Broer



Dipl.-Phys. Xuan Truong Nguyen
(e-mail: xuan.nguyen@uni-rostock.de )

Optimal Control of the Strong-Field Laser Ionization of Clusters in Helium Droplets

The strong-field ionization dynamics of silver and xenon clusters embedded in helium droplets are studied using the femtosecond pulse shaping techniques. By adaptively tailoring the temporal shapes of the laser pulses, the coupling of the energy into the silver clusters can be controlled, leading to a maximum yield of highly charged atomic ions and an enhancement of the highest atomic charge states. The corresponding optimized laser fields allow to unravel the plasmon-enhanced ionization dynamics in metallic clusters. For xenon clusters, fitness landscape scans of the laser parameters show that a simple two-step ionization scheme gives rise to an extreme charging of the clusters. Three-pulse sequences obtained in an optimization experiment are even more effective and result in maximum yields of different selected charge states of xenon clusters. The findings are in good agreement with simulations.

Die Ionizationsdynamik von Silber-und Xenonclustern in Heliummatrix in starken Laserfeldern werden mit Hilfe der Methode der Pulsformung untersucht. Durch Anpassung der zeitlichen Form des Laserfeldes kann die Kopplung der Energie in die Silbercluster angesteuert werden, was zu einer maximalen Ausbeute von hochgeladenen atomaren Ionen und eine Erhöhung des höchsten gemessenen Ladungszustandes führt. Die zugehörigen optimierten Laserfelder zeigen dass die plasmonverstärkte Ionisationsdynamik zu extreme Materiezustände in metallischen Clustern führt. Es wurde festgestellt, dass bei Dreifach-Pulssequenzen das System noch stärker absorbiert und eine maximale Ausbeute ausgewählter Ladungszustände in Xenonclustern erreicht wird. Diese Ergebnisse sind in guter Übereinstimmung mit Simulationen.