Untersuchung und Simulation der Ionisations- und Streudynamik von Photoelektronen mithilfe von Zwei-Farben-Feldern

In dieser Arbeit werden orthogonale und parallele Zwei-Farben-Laserfelder verwendet, um die Wechselwirkung von Atomen mit starken Laserfeldern gezielt zu beeinflussen, indem die relative Phase rel zwischen beiden Feldkomponenten ( und 2) variiert wird. Dabei wird die Ionisations- und Streudynamik der Photoelektronen von Edelgasen untersucht, indem die von rel abhängigen Photoelektronenspektren mit einem Velocity-Map-Imaging-Spektrometer erfasst und mit der Methode der Phase-der-Phase-Analyse studiert werden. Die Messergebnisse werden mit einer erweiterten semiklassischen Simulation analysiert, die für beliebig polarisierte Laserfelder anwendbar ist und auch Streuereignisse höherer Ordnung berücksichtigt. Für orthogonale Zwei-Farben-Felder ( = 800 nm, 2 = 400 nm) wird eine untypische Ausrichtung der Feldpolarisationen verwendet, mit welcher die Auslenkung der Elektronen durch das 2-Feld direkt auf dem Detektor abgebildet werden können. Die Photoelektronenspektren von Neon und Xenon zeigen dabei einen deutlichen Phasenunterschied zwischen gestreuten und direkten Elektronen, sowie eine starke Abhängigkeit von dem verwendeten Gas. Weiterhin werden phasenabhängige Xenon Spektren in einem parallelen Zwei-Farben-Feld im kurzwelligen Infrarotbereich ( = 1800 nm, 2 = 900 nm) gemessen. Anhand der Phasenabhängigkeit der Spektren werden Rückschlüsse auf die Ionisationszeit der Photoelektronen gezogen, wobei die in diesem Wellenlängenbereich auftretende, charakteristischen Gabelstruktur als Benchmark genutzt wird. Mit dem semiklassischen Modell wird gezeigt, dass die Phasenabhängigkeit aufgrund der Modulation der Ionisationswahrscheinlichkeit durch das 2-Feld Informationen über die mittlere gewichtete Ionisationszeit der beitragenden Elektronen enthält. Die zusätzliche Modifikation der Elektronentrajektorien im Feld führt jedoch zu einer kleinen Verschiebung der gemessenen Phasenabhängigkeit, wodurch die ermittelten Ionisationszeiten um bis zu 80 as verschoben sind.