Kurzfassung
Zusammenfassung
Im Rahmen dieser Arbeit wurde die XUV-Fluoreszenzspektroskopie verwendet,
um die Energieabsorption und Dissipation in laser-getriebenen HeliumNanoplasmen
in der Wechselwirkung mit intensiven Infrarot-Laserpulsen zu
untersuchen. Im Gegensatz zu typischen Plasmen aus atomarem Helium, erlaubt
die Clusterumgegebung die energetische Abregung auch mittels DreikörperRekombination
im Nanoplasma. Der Anteil der Dreikörperrekombination nimmt
zu, je besser die Bedingungen für resonantes Heizen des Nanoplasmas erfüllt
sind. Dies wurde für Cluster und große Helium-Tropfen mit einer durchschnittlichen
Größe zwischen 1.2×105 Atomen and 1.6×1010 Atomen vermessen. Bei
Verwendung der größten Cluster mit einer Durchschnittsgröße oberhalb von
2.6 × 109 Atomen und 180 fs langen Pulsen wird erstmals ein extrem breitbandiges
XUV Cluster Kontinuumsspektrum beobachtet. Das neuartige Kontinuumssspektrum
erstreckt sich von einer Photonenenergie von 21 eV bis hin
zu 70 eV, wobei diese Angaben durch die maximale Wellenlängenempfindlichkeit
des verwendeten Spektrometers limitiert sind. Bei Verwendung deutlich
kürzerer Pulse bei einer Zentralwellenlänge von 2060 nm mit einer Pulsdauer
von nur 50 fs tritt dieses Kontinuumsspektrum bereits bei deutlich kleineren
Clustern ab einer durchschnittlichen Größe von 7.5×106 Atomen auf. Die Hypothese
ist, dass das Kontinuum auf einer Zeitskala kürzer als die Pulslänge
des Treiberlasers und damit innerhalb eines relativ intakten Clusters generiert
wird.
Abstract In this work, XUV fluorescence spectroscopy was used to study energy absorption and dissipation in laser-driven helium nanoplasms interacting with intense infrared laser pulses. In contrast to typical plasmas of atomic helium, the cluster environment allows energetic de-excitation by means of three-body recombination in the nanoplasma. The amount of three-body recombination increases the better the conditions for resonant heating of the nanoplasma are met. This was measured for clusters and large helium droplets with an average size between 1.2 × 105 atoms and 1.6 × 1010 atoms. Using the largest clusters with an average size above 2.6 × 109 atoms and 180 fs long pulses, an extremely broadband XUV cluster continuum spectrum is observed for the first time. The novel continuum spectrum ranges from a photon energy of 21 eV to 70 eV, although these figures are limited by the maximum wavelength sensitivity of the spectrometer used. Using much shorter pulses at a central wavelength of 2060 nm with a pulse duration of only 50 fs, this continuum spectrum already appears in much smaller clusters starting at an average size of 7.5 × 106 atoms. The hypothesis is that the continuum is generated on a time scale shorter than the pulse length of the driving laser and thus within a relatively intact cluster.