Anwendungen

Zeitaufgelöste Ultrakurzzeit-Spektroskopie

Femtosekunden-zeitaufgelöste Spektroskopie ist eine Technik zur Beobachtung von transienten Phänomenen in einer Probe, die sich auf einer Zeitskala von wenigen Pikosekunden bis hin zu einigen Nanosekunden abspielen. Nach optischer Anregung mit einem Lichtpuls wird die nachfolgende Probendynamik mit Hilfe eines zweiten Abfragepulses beobachtet, der relativ zum anregenden Puls mittels einer variablen Wegstrecke zur Probe verzögert wird. Die Zeitverzögerung kann dabei mit einer Präzision in der Größenordnung einer Femtosekunde eingestellt werden, sodass wiederholte Messungen bei verschiedenen Verzögerungen eine vollständige Rekonstruktion der Probenantwort auf die optische Anregung ermöglichen.

Die Probenantwort wird meistens in Form von Änderungen der Reflektivität oder der Transmission oder anderer elektro-optischer Parameter analysiert. Femtosekunden-zeitaufgelöste Spektroskopie wird vielfach verwendet, um  Ladungsträgerrelaxation, hochfrequente akustische Dynamiken oder andere kollektive Phänomene (Polaritonen, Plasmonen, Supraleitung, Phasenübergänge etc) in Festkörpern, Halbleitern oder Gasen zu beobachten. Typische experimentelle Implementierungen sind: Zeitaufgelöste THz-Spektroskopie, ultraschnelle Anrege-Abfrage-Spektroskopie, Halbleiter und Wafer Inspektion mit Pikosekunden Ultraschall, zeitaufgelöste Photoemissionsspektroskopie und schnell scannende optische Kohärenztomographie.

Eine besonders attraktive Methode zur zeitaufgelösten Spektroskopie, die durch Laser Quantum entwickelt wurde, ist das asynchrone optische Abtasten (Englisch: asynchronous optical sampling, ASOPS). Im Gegensatz zu mechanischen Zeitverzögerungseinheiten in konventionellen Aufbauten werden beim ASOPS zwei Femtosekundenlaser mit leicht verstimmter Repetitionsrate verwendet, um die Zeitverzögerung zwischen Anrege- und Abfragepulse extrem schnell zu scannen. ASOPS übertrifft klassische Methoden zur Femtosekunden-zeitaufgelösten Spektroskopie um Größenordnungen in Bezug auf Messgeschwindigkeit und Rauschunterdrückung.

  • taccor -     Turnkey  1GHz femtosecond laser
  • TL-1000 -  Repetitionsratenstabilisierung für Ultrakurzpulslaser
  • HASSP-THz Fully configured THz transmission spectrometer

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