Erzeugung von XUV- und Röntgenstrahlung mit Femtosekunden-Laserimpulsen

Die Entdeckung von neuen Lasermaterialien, wie z.B. dem Titan-Saphir Kristall, ermoglicht die Realisierung neuer Ultrakurzpuls-Laser mit extrem hohen Spitzenleistungen und elektrischen Feldstarken die deutlich uber denen der inneratomarer Felder liegen. In der vorliegenden Arbeit wird die Erzeugung von Strahlung im vakuum-ultravioletten Spektralbereich (VUV-Strahlung: 0,2nm bis 200nm) und im Rontgenspektralbereich durch die Bestrahlung von Festkorperoberflachen mit Femtosekunden-Laserimpulsen beschrieben. Die Erzeugung hoherer Harmonischer an Festkorperoberflachen mit fs-Laserimpulsen wurde zum ersten Mal bis zur 18. Harmonischen nachgewiesen. Die Strahlung der Harmonischen besteht aus einzelnen monochromatischen Linien und die Intensitat der Harmonischen fallt zu hoheren Ordnungen hin monoton ab. Das Kontrastverhaltnis von Spitzenintensitat zu Impulsuntergrund des anregenden Laserimpulses beeinflusst entscheidend die Intensitat der Hamonischen. Die Strahlung ist gut gebundelt und koharent. Aus der Wechselwirkung eines fokussierten fs-Laserimpuls mit einer Festkorperoberflache entsteht ein Mikroplasma mit extremen Eigenschaften. Mikroplasmen sind Strahlungsquellen, die in einem weiten Bereich des kurzwelligen Spektrums bis hin zu MeV-Rontgenstrahlung emittieren. Die Strahlung wird auf einer Zeitskala von unter 1 ps emittiert und liegt damit deutlich (etwas zwei Gosenordnungen) unterhalb der mit bisherigen Methoden, wie z.B. gepulste Rontgenquellen Synchrotronstrahlung, minimalen Impulsdauer. Die Ergebnisse zeigen, dass Rontgenemissionen aus Ultrakurzzeit Laserplasmen starke Linienstrahlung aufweisen. Die Strahlung selektierter Linien mit gebogenen Kristallen fokussiert. Durch die Auswahl des Targetmaterials und der Oberflachenbeschaffenheit konnte die Rontgenausbeute gesteigert werden. Aufgrund der Ergebnisse sind erste Anwendungen der Strahlung bereits durchgefuhrt worden. Ein einfaches und robustes Detektorsystem fur den VUV-Strahlungsbereich besteht aus Phosphorschirm/Abbildungsoptik/CCD-Kamera wurde entwickelt und kalibriert. Erstmals wurde gezeigt, dass durch VUV-Strahlung Strahlenschaden in ruckseitig gedunnten CCD-Chips induziert werden, die durch die Bestrahlung mit UV-Licht ausgeheilt werden konnen.