Ionisationsdynamik von Clustern in intensiven Laserfeldern

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Cluster sind Aggregate von 101-106 Atomen oder Molekülen und nehmen daher eine Zwischenstellung zwischen einzelnen Atomen und Molekülen auf der einen Seite und kondensierter Materie auf der anderen Seite ein. Dies äußert sich auch in der Wechselwirkung mit intensiver Laserstrahlung. Da Cluster deutlich kleiner sind als die Wellenlängen heute existierender Hochleistungslaser, eröffnen sie die Möglichkeit effizienter Absorption von Laserenergie, da - im Gegensatz zu Festkörpern oder Flüssigkeiten - die einfallende Laserstrahlung nicht durch eine schnell erzeugte, überkritische Plasmaschicht reflektiert wird. Experimentell beobachtet man bei Edelgasclustern nach der Wechselwirkung mit dem Laserfeld höhere Ladungszustände, energetischere Elektronen und Ionen sowie effizientere Konversion von Laserenergie in Röntgenstrahlung als dies bei verdünnten Gastargets der Fall ist. Cluster in starken Laserfeldern sind somit effiziente Teilchen- und Strahlungsquellen. Mittels numerischer Simulationen sowie analytischer Modellierung sollen die Ionisations- und Explosionsdynamik sowie die Absorptionsmechanismen von Clustern in intensiven Laserfeldern in Abhängigkeit von Laserwellenlänge, -intensität und Clustergröße untersucht werden.