Kurzpuls-Hochleistungs-Zwilllingsfaserverstärkersystem mit variabler Pulswiederholrate

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Die junge Methode der hochauflösenden, hochpräzisen und breitbandigen Dualkammspektroskopie, die bislang nur im THz-, Infrarot- und sichtbaren Spektralbereich realisiert wurde, soll an der Friedrich-Schiller-Universität Jena in den (extremen) Ultraviolettbereich (3-60 eV) weiterentwickelt werden. Dies ermöglicht die genaue Untersuchung hoher Anregungszustände in Atomen und Molekülen und die Bestimmung von Zustandsdichten in Festkörpern mit noch nie dagewesener spektraler Auflösung bis in den μeV-Bereich bei gleichzeitig kurzen Messzeiten. Die Ergebnisse solcher Messungen werden die Überprüfung und Verfeinerung quantenphysikalischer Theorien der Atom-, Molekül- und Festkörperphysik erlauben. Um dafür das im Nahinfrarot operierende Faserzwillingsfrequenzkammsystem in den extremen Ultraviolettbereich zu konvertieren, ist ein Hochleistungs-Zwillingsfaserverstärkersystem notwendig, das besonderen Anforderungen genügen muss. Für die Dualkammspektroskopie muss die Pulswiederholrate in kleinen Schritten von 100 μHz einstellbar sein. Die unterschiedlichen geplanten Experimente haben variierende Anforderungen in spektraler Auflösung und Bandbreite, was auch eine grobe Vorjustage der Verstärkerrepetitionsrate zwischen 100 kHz und 10 MHz erfordert. Schließlich muss der Zwillingsverstärker für einen genügend großen Photonenfluss im EUV genügend hohe Pulsenergien von mindestens 100 μJ bei gleichzeitig kurzen Pulsdauern unter 100 fs liefern. Diese Kriterien werden bis jetzt von keinem Laser-Verstärker-System an der FSU Jena erfüllt.