BMOLogo
AG Zinth - Projekte

LMU München
Fakultät für Physik


Home

General
Research
  Zinth
  Riedle
  Tavan
Funding
Members
Publications
Lectures/Seminars
Conferences
Tutorials
Vacancies
Search

Internal




Impressum
(c) 2002 BMO

Das Maßschneidern von Lichtimpulsen im Femtosekundenbereich

(Development of most modern methods in quantum optics for studies of ultrafast processes in chemistry and biology)

Zeitaufgelöste Spektroskopie

Zur Untersuchung des Zeitverlaufs einer photochemischen Reaktion (wie etwa der Photosynthese) wird diese in der Regel durch einen kurzen, intensiven Lichtimpuls ausgelöst, und anschließend werden mit variabler Verzögerungszeit die optischen Eigenschaften (etwa die Absorption) des Moleküls gemessen. Diese Methode wird pump-probe-Spektroskopie genannt, und ist in vielen Varianten ein etabliertes Werkzeug zur Aufklärung zeitabhängiger Vorgänge in allen denkbaren Systemen, so auch in biologischen Molekülen.

Chemische Reaktionen

Derart angeregt verlaufen viele dieser photo-chemischen Reaktionen nicht ausschließlich in einem Reaktionskanal, sondern mehrere verschiedene Reaktionsprodukte unterliegen einer Wahrscheinlichkeitsverteilung. Das Verhältnis der Produkte und damit der Reaktionskanäle kann von der Art der Anregung abhängig sein, also den Eigenschaften des Pump-Impulses.

"Kohärente Kontrolle"

Wer also den Verlauf einer chemischen Reaktion nach seinen Wünschen gestalten will, man spricht von "kohärenter Kontrolle", muss den Auslöser der Reaktion, die Femtosekunden-Lichtimpulse, maßschneidern können.

Kurze geshapte Lichtpulse

Die Laserpulse, in unserem Labor aus einem NOPA-System, haben für gewöhnlich spektral und zeitlich ein nahezu gaußförmiges Profil. Um beliebige andere Profilformen, oder sogar Pulsfolgen zu erzeugen, wird ein sogenannter "Pulseshaper" in 4-f-Geometrie eingesetzt. Hierzu wird der Eingangspuls durch ein optisches Gitter in seine Spektralfarben zerlegt, und auf ein LCD-Array abgebildet, in dem die Intensität und die Phase der einzelnen Farben gezielt über eine computergesteuerte Elektronik verändert werden kann. Durch ein identisches, zweites Gitter werden die Farben wieder zu einem Puls vereinigt. So lassen sich durch gezielte Phasenveränderungen im Fourierraum definierte Pulsformen und -folgen erzeugen. Als Beispiel wird hier eine Pulsfolge von neun 20 fs Impulsen im Abstand von 100 fs gezeigt:

Mit diesen und ähnlichen Impulsen sind Messungen geplant, bei denen man Moleküle maßgeschneidert anregt und so spezielle Reaktionskanäle zugänglich macht oder ausschaltet.

Aktuelle Mitarbeiter:

Florian Lederer

Ehemalige Mitarbeiter:

Constanze Sobotta
André Peine
Jörg Neuhaus
Stephan Malkmus
Vladimir Konjaev
Regina Dürr
Simone Draxler
Thomas Brust
Markus Braun


Publikationen:

"Ligand exchange of CdSe nanocrystals probed by optical spectroscopy in the visible and mid-IR"
B. von Holt, S. Kudera, A. Weiss, T. E. Schrader, L. Manna, W. J. Parak, M. Braun
Journal of Materials Chemistry 18 (2008) 27282732.
Details

"Generation of narrowband subpicosecond mid-infrared pulses via difference frequency mixing of chirped near-infrared pulses"
F.O. Koller, K. Haiser, M. Huber, T.E. Schrader, N. Regner, W.J. Schreier, W. Zinth
Optics Lett. 32, 22 (2007) 3339-3341
Details

"All-Optical Operation Cycle on Molecular Bits with 250-GHz Clock-Rate Based on Photochromic Fulgides"
S. Malkmus, F. O. Koller, S. Draxler, T. E. Schrader, W. J. Schreier, T. Brust, J. A. DiGirolamo, W. J. Lees, W. Zinth, and M. Braun
Advanced Functional Materials 17 (2007) 36573662
Details

"Ultrafast ring opening reaction of a photochromic indolyl-fulgimide"
S. Malkmus, F.O. Koller, B. Heinz, W.J. Schreier, T.E. Schrader, W. Zinth, C. Schulz, S. Dietrich, K. Rück-Braun, M. Braun
Chemical Physics Letters 417 (2006) 266 - 271
Details

"Ultrafast Photochromism: Structural and Electronic Dynamics of Indolyl Fulgimides"
M. Braun, S. Malkmus, F.O. Koller, B. Heinz, W. Zinth, C. Schulz, S. Dietrich, K. Rück-Braun
Ultrafast Phenomena XV, Springer Series in Chem. Physics 88, Eds. Andrew M. Weiner and R. J. Dwayne Miller, Springer-Verlag, Berlin (2006) 291-293
Details

"Analysis of Wave Packet Motion in Frequency and Time Domain: Oxazine 1"
M. Braun, C. Sobotta, R. Dürr, H. Pulvermacher, S. Malkmus
Journal of Physical Chemistry A 110 (2006) 9793-9800
Details

"Chirp dependence of wave packet motion in Oxazine 1"
S. Malkmus, R. Dürr, C. Sobotta, H. Pulvermacher, W. Zinth, M. Braun
Journal of Physical Chemistry A 109 (2005) 10488-10492
Details

"Convenient tunability of sub-10 fs-pulses in the visible range"
E. Baigar, M. Braun, A. Peine, V. Konjaev, W. Zinth
Ultrafast Phenomena XIII, Springer Series in Chem Physics 71, Eds. R.D. Miller, M.M. Murnane, N.F. Scherer, A.M. Weiner, Springer-Verlag Berlin (2002) 152-154
Details


Prismenkompressor
Abb. 1: Prismenkomressor - Der Verlauf der Lichtimpulse wird mit Hilfe von flüssigem Stickstoff sichtbar gemacht.

NOPA-Spectra
Abb. 2: NOPA Spektren – Der nicht-kollineare optisch parametrische Verstärker ermöglicht die Wellenlängen-Selektion des Lichtes auf eine einfache Weise.

pulseshaper principle
Abb. 3: Pulse shaper – hier ist der schematische Aufbau eines Pulseshapers gezeigt. Durch geschickte Kombination von Gittern und Linsen kommt man in den Fourierraum und zurück

train of pulses
Abb. 4: Multipulse – Mithilfe des pulse shapers kann man aus einem einzelnen Lichtimpuls beliebige Pulszüge „shapen“

mailto: webmaster
Letzte Änderung: 2013-07-17 09:52:41