Ultraschnelle kohärente Dynamik

Lehre

Folgende Lehrveranstaltungen werden angeboten:

Atom- & Molekülphysik

Die Vorlesung zur Atom- & Molekülphysik nimmt die Schlüsselposition im Studium der Physik ein. Sie behandelt die wegbereitenden Experimente, Erkenntnisse und mathematischen Konzepte, die von der Klassik zur Quantenmechanik führten und legt damit den Grundstein für die gesamte moderne Physik.

Ausgehend von den ersten nicht mehr klassisch erklärbaren Experimenten wird die Entwicklung der Atomvorstellung und Quantenphysik nachgezeichnet und hieraus schließlich die Quantenmechanik abgeleitet. Die mathematischen Inhalte der Quantenmechanik - insbesondere die Schrödingergleichung - werden dann zur quantitative Erklärung qualitativer Eigenschaften atomarer Vorgänge herangezogen und eingehend diskutiert. Darunter fallen z.B. Atomspektren, Molekülbindungen und Licht-Materie-Wechselwirkung. Darüber hinaus sind auch moderne Anwendungen der Quantenmechanik wie z.B. der Laser Thema dieser Vorlesung. 

Begleitendes Material zu den einzelnen Themengebieten wird unter folgenden Links bereitgestellt:

Um eine sinnvolle Teilnahme an der Vorlesung zu gewährleisten, werden Kenntnisse in diesen mathematischen Teilbereichen dringend empfohlen.

Fouriertechniken

Inhalt folgt

Seminar zur Femtosekunden-Spektroskopie

In diesem Seminar werden theoretische und experimentelle Elemente der Femtosekundenspektroskopie behandelt. Die Studierenden wählen eines der u.g. Themen aus und bereiten zu diesem auf Basis angegebener Literatur selbstständig einen halbstündigen, präsentationsgestützten Vortrag vor, der vor den Teilnehmern des Seminars referiert wird.

 

Folgende Themen werden angeboten:

  1. Grundlagen des Lasers
  2. Ultrakurzpulslaser
  3. Dispersionsmanagement und Pulsformung
  4. Elemente der nichtlinearen Optik
  5. Pulscharakterisierung
  6. Semiklassische Licht-Materie-Wechselwirkung
  7. Wellenpakete
  8. Kohärente Kontrolle ultraschneller Dynamik
  9. Beobachtung chemischer Reaktionen und experimentelle Techniken in der Gasphase
  10. Steuerung chemischer Reaktionen
  11. Reaktionskontrolle in der flüssigen Phase
  12. Ultraschnelle 2D-Spektroskopie
  13. Laser-Mikroskopie
  14. Fs-Laser Materialbearbeitung an Dielektrika und Nanochirurgie
  15. Ultraschnelle Beugungsmethoden
  16. Abbildende Photoelektronenspektroskopie
  17. Photoelektronen Zirkulardichroismus
  18. Few-cycle Laserpulse und CEP-Stabilisierung
  19. Attosekunden-Laserpulse und ultraschnelle Elektronendynamik
  20. Freie Elektronen Laser: Ultrakurze Röntgen-Pulse und ihre Anwendungen

 

Weitere Informationen zu den einzelnen Themen finden Sie auf der Seite zum Seminar.

Seminar zur theoretischen Femtosekunden-Pulsformung

In diesem Seminar geht es um die selbständige, analytische Berechnung zeitlicher Pulsformen für neue spektrale Amplituden- und Phasenmodulationen mit Hilfe der Fourier-Transformation. Die Eigenschaften der Pulsformen sollen darüber hinaus durch Berechnung der statistischen Pulsdauer, der Symmetrie, nichtlinear-optischer Eigenschaften (z.B. SHG Spektrum), der Wigner- und Husimiverteilungsfunktionen und der Momentanfrequenz charakterisiert und insbesondere die Effekte durch räumliche Diskretisierung im Spektralbereich berücksichtigt werden.

Am Ende der eigenständigen Berechnung und Charakterisierung einer neuen Pulsform steht die Präsentation der Ergebnisse in einem 30 minütigen Vortrag inklusive anschließender fachbezogener Diskussion, sowie die Ausarbeitung eines Handouts.

Dieses Seminar richtet sich an fortgeschrittene Studierende der Physik und ist als Schlusspunkt des Vorlesungszyklus zur ultrakurzen Laserphysik gedacht. Dieser besteht aus den folgenden hier angebotenen Lehrveranstaltungen:

  1. Fouriertechniken in der Physik (5.04.4651)
  2. Ultrakurze Laserpulse: Grundlagen und Anwendungen (5.04.4051)
  3. Seminar zur Femtosekunden-Spektroskopie (5.04.4651)

Interessierten des Seminars wird eine erfolgreiche Teilnahme an den oben genannten Lehrveranstaltungen dringend empfohlen, da fundamentale Kenntnisse zu Fourier-Theoremen, Grundlagen der Pulsformung und Laserphysik vorausgesetzt und nicht wiederholt werden.