Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät

Institut für Physik

Fachgebiet: Experimentalphysik

Betreuer: PD Dr. Josef Tiggesbäumker



Dipl.-Phys. Christian Schaal
(e-mail: christian.schaal@uni-rostock.de )

Energie- und ladungsaufgelöste Analyse von Ionen aus der Laser-induzierten Coulombexplosion von Clustern

Die Arbeit befasst sich mit der Licht-Materie-Wechselwirkung. Cluster können im Einfluss intensiver Laserpulse effektiv Energie aus dem Laserfeld absorbieren. Dies schlägt sich in einer Reihe von Zerfallskanälen nieder.

Das Augenmerk dieser Arbeit liegt auf dem Kanal hochgeladener, hochenergetischer Ionen. Dazu wurde eine spezielle Methode zur ladungsaufgelösten Bestimmung von Ionenenergiespektren entwickelt, um Rückschlüsse auf Dynamik und Expansion von Clustern zu erlangen.

Mit den Experimenten konnte ein Einblick auf den Einfluss jedes einzelnen Ladungszustandes zur Energieverteilung der Ionen gewonnen und am theoretischen Modell verglichen werden. Eine Neuerung ist dabei die erstmals energieaufgelöste Untersuchung der Aufladungsdynamik, die für die höchsten Energien deutlich kürzere Expansionszeiten aufweist. Durch die Möglichkeit von Einzel-Schuss-Untersuchungen konnte eine Koinzidenzanalyse der Ladungszustände mit neuen Einblicken in die Ladungsverteilung in der Coulombexplosion von einzelnen Clustern durchgeführt werden.

This thesis deals with the interaction of light-matter. In the influence of intense laser pulses cluster can absorb effectively energy from the laser field. This is reflected in a range of emission channels. The attention of this work lies on the channel of multiply charged, highly energetic ions. For this purpose a special method for the determination of charge resolved ion energy spectra was developed to draw conclusions on the dynamic and expansion of clusters.

The experiments delivered insight to the influence of each single charge state to the ion energy distribution and allows for comparison to theoretical model. A novel outcome is the energy resolved investigation of the dynamic of charge process that shows faster expansions for highest energies. By the feasibility of single-shot-investigations a charge state coincidence analysis was made to gain new insights to the charge distribution in the coulomb explosion of single clusters.