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Laser and X-Ray Physics

Prof. Reinhard Kienberger

Research Field

Our group aims at investigating processes inside atoms and molecules on the shortest timescale reached so far, the attosecond timescale. One attosecond is E-18 seconds and compares to one second like one second to the age of the universe. New insight into ever smaller microscopic units of matter as well as in ever faster evolving chemical, physical or atomic processes pushes the frontiers in many fields in science. The interest in these ultrashort processes is the driving force behind the development of sources and measurement techniques that allow time-resolved studies at ever shorter timescales.

Address/Contact

James-Franck-Str. 1
85748 Garching b. München
+49 289 12841
Fax: +49 289 12842

Members of the Research Group

Professor

Office

Scientists

Students

Other Staff

Teaching

Course with Participations of Group Members

Titel und Modulzuordnung
ArtSWSDozent(en)Termine
Physik für Life-Science-Ingenieure 2
eLearning-Kurs
Zuordnung zu Modulen:
VO 3 Iglev, H. Mi, 10:00–14:00, WZW H14
Übung zu Physik für Life-Science-Ingenieure 2
eLearning-Kurs
Zuordnung zu Modulen:
UE 3 Reichert, J.
Leitung/Koordination: Iglev, H.
Termine in Gruppen
Bachelorpraktikum in Physik
Zuordnung zu Modulen:
FO 2
Leitung/Koordination: Kienberger, R.
Kolloquium zur Themenstellung der ersten Staatsprüfung für Lehrämter an öffentlichen Schulen
Diese Lehrveranstaltung ist keinem Modul zugeordnet.
KO 4 Gernhäuser, R.
Leitung/Koordination: Kienberger, R.
Masterpraktikum (AEP)
Zuordnung zu Modulen:
FO 10
Leitung/Koordination: Kienberger, R.
Masterpraktikum (BIO)
Zuordnung zu Modulen:
FO 10
Leitung/Koordination: Kienberger, R.
Masterpraktikum (KM)
Zuordnung zu Modulen:
FO 10
Leitung/Koordination: Kienberger, R.
Masterpraktikum (KTA)
Zuordnung zu Modulen:
FO 10
Leitung/Koordination: Kienberger, R.
Masterseminar (AEP)
Zuordnung zu Modulen:
SE 10
Leitung/Koordination: Kienberger, R.
Masterseminar (BIO)
Zuordnung zu Modulen:
SE 10
Leitung/Koordination: Kienberger, R.
Masterseminar (KM)
Zuordnung zu Modulen:
SE 10
Leitung/Koordination: Kienberger, R.
Masterseminar (KTA)
Zuordnung zu Modulen:
SE 10
Leitung/Koordination: Kienberger, R.
Physikalisches Grundpraktikum 1 für Bachelor in Gruppen
eLearning-Kurs LV-Unterlagen
Zuordnung zu Modulen:
PR 4 Kienberger, R. Saß, M. Termine in Gruppen
Physikalisches Grundpraktikum 2 für Bachelor in Gruppen
LV-Unterlagen
Zuordnung zu Modulen:
PR 4 Kienberger, R. Saß, M.
Physikalisches Grundpraktikum 3 für Bachelor in Gruppen
LV-Unterlagen
Zuordnung zu Modulen:
PR 4 Kienberger, R. Saß, M.
Seminar zur Evaluierung der ersten Staatsprüfung für Lehrämter an öffentlichen Schulen
Diese Lehrveranstaltung ist keinem Modul zugeordnet.
SE 4 Gernhäuser, R.
Leitung/Koordination: Kienberger, R.
Theoretikum (TMP)
Diese Lehrveranstaltung ist keinem Modul zugeordnet.
FO 6
Leitung/Koordination: Kienberger, R.

Offers for Theses in the Group

Design and Characterisation of a Michelson interferometer for stability measurements of an optical setup
Gegenstand dieser Arbeit ist sowohl der Aufbau eines Michelson-Interferometers als auch das Programmieren einer Auslesesoftware des Signals der überlagerten, interferierenden Laserstrahlen. Das Ziel ist eine Charakterisierung dieses neuen optischen Aufbaus und dessen Stabilität.
suitable as
  • Bachelor’s Thesis Physics
Supervisor: Reinhard Kienberger
Characterisation of a photocatalytic sample with different optical molecule spectroscopy methods

Seit der Entdeckung der photokatalytischen Wasserspaltung am Halbleiter TiO2 im Jahre 1972 versucht sich eine Vielzahl von Wissenschaftlern an der Weiterentwicklung geeigneter Materialien. Das Ziel dieser Arbeit ist die Charakterisierung eines neuen Halbleitermaterials mithilfe verschiedenster optischen Molekülspektroskopiemethoden wie UV/VIS- und Infrarot (FTIR)-Spektroskopie.

suitable as
  • Bachelor’s Thesis Physics
Supervisor: Reinhard Kienberger
Photoemission timing on Iodoalkanes
*(English text see below)* Wir beobachten die Reise eines Photoelektrons durch ein Molekül. Im Rahmen dieser Arbeit werden die grundlegenden Prinzipien der Attosekundenmetrologie und die Anwendung fortgeschrittener Methoden zur Datenauswertung vermittelt. Weiterhin sollen die experimentellen Ergebnisse durch Zuhilfenahme moderner numerischer Methoden interpretiert werden. ************************************* We want to track the journey of a photoelecton through its parent molecule using the tools of attosecond science. In the course of this work, you'll learn about the basic principles of attosecond science, learn to apply advanced data anaylsis methods and you'll aide in the interpretation of the experimental results using state-of-the art numerical methods.
suitable as
  • Bachelor’s Thesis Physics
Supervisor: Reinhard Kienberger
Simulation and Setup of a high-power laser enhancement cavity
(English see below) Hast Du Dich schon mal gefragt, was passieren würde, wenn man einen Lichtpuls zwischen zwei Spiegeln einfängt? Genau das wollen wir versuchen und damit die Grenzen der Physik im Bereich der hohen Laserleistungen ausloten. Ziel des Projektes ist eine Verbesserung von MuCLS, einer kompakten, aber brillanten Lichtquelle. Diese liefert Röntgenpulse durch inverse Comptonstreuung von Elektronen an Laserpulsen. Um die Intensität, die Wellenlänge und allgemeine Einsatzmöglichkeiten der Lichtquelle zu erweitern, beschäftigen wir uns mit einem Upgrade der Überhöhungskavität. Aktuell sind wir dabei das Design des experimentellen Aufbaus zu finalisieren. Deine Aufgabe wird es sein, mit uns das Konzept umzusetzen. Das beinhaltet das Setup aufzubauen und zu testen. Gleichzeitig werden Simulationen durchgeführt werden, zum Beispiel um den Einfluss der Krümmungsradien der Spiegel besser zu verstehen. Die Ergebnisse werden direkt auf die Verbesserung des Aufbaus übertragen. Schlussendlich erhoffen wir uns das erste Mal eine Finesse von 30.000 in der grünen Überhöhungskavität zeigen zu können. Alles Weitere erfährst Du bei einem persönlichen Gespräch. ************************************************************* Have you ever asked yourself what would happen if you trap a pulse of light in between two mirrors? This is exactly what we are planning to do and thereby determine the boundaries of high-power laserphysics. The project as a whole is embedded in the frame of MuCLS, a compact but brilliant light source. This light source generates X-ray pulses by inverse Compton scattering of electron on a laser pulse. Upgrading the intensity, wavelength and overall quality of the laser pulse is the goal here in order to extend the range of applications. Currently, we are finalizing the design of the overall experimental setup. Your task would be to support us in transforming the concept into reality. This includes building the setup and testing it. Meanwhile some simulations on different parameters such as the radius of curvature of the mirrors will have to be performed. The results will directly influence and improve the setup. In the end, we hope to show a finesse of 30.000 in the laser cavity. If you are interested, feel free to get in touch.
suitable as
  • Bachelor’s Thesis Physics
  • Master’s Thesis Condensed Matter Physics
  • Master’s Thesis Applied and Engineering Physics
  • Master’s Thesis Quantum Science & Technology
Supervisor: Reinhard Kienberger
Spektroskopische Charakterisierung von DNA-Origamisystemen

Durch die Integration von molekularen Photoschaltern lassen sich DNA-Origamistrukturen mittels Lichteinwirkung gezielt beeinflussen. Die Kombination verschiedener Mechanismen erlaubt es letztlich „molekulare Maschinen“ zu bauen, die auf mikroskopischer Ebene ihre Arbeit verrichten.

Der UV-induzierte reversible Umschaltprozess zwischen den unterschiedlichen Isomeren des Photoschalters lässt sich mit Hilfe von UVVis-Absorptionsspektroskopie beobachten. In einem Kooperationsprojekt zwischen den Arbeitsgruppen von Prof. Kienberger (Lehrstuhl für Laser- und Röntgenphysik) und Prof. Dietz (Lehrstuhl für Biomolekulare Nanotechnologie) soll die Schaltdynamik solcher DNA-Photoschalterstrukturen, in diesem Fall basierend auf Azobenzol, ausführlich charakterisiert werden.

Diese Untersuchungen bilden die Grundlage für spätere zeitaufgelöste Messungen in denen der Schaltprozess auf ultrakurzen Zeitskalen direkt verfolgt werden soll. Als Teil der Bachelorarbeit wird eine Probenküvette für diese Messungen konstruiert.

 

suitable as
  • Bachelor’s Thesis Physics
Supervisor: Hendrik Dietz

Current and Finished Theses in the Group

Attosecond Photoemission Dynamics of the HOPG Valence Band
Abschlussarbeit im Masterstudiengang Physics (Applied and Engineering Physics)
Themensteller(in): Reinhard Kienberger
Observation of Excited State Dynamics in Magnesium Phthalocyanine on an Ultrafast Timescale
Abschlussarbeit im Masterstudiengang Physik (Physik der kondensierten Materie)
Themensteller(in): Reinhard Kienberger
Design and Implementation of an XUV-Spectrometer at an Existing Attosecond Beamline
Abschlussarbeit im Masterstudiengang Physics (Applied and Engineering Physics)
Themensteller(in): Reinhard Kienberger
Implementation of a Shack–Hartmann wavefront sensor
Abschlussarbeit im Bachelorstudiengang Physik
Themensteller(in): Reinhard Kienberger
Simulation and Design of an Ion Time of Flight Spectrometer
Abschlussarbeit im Bachelorstudiengang Physik
Themensteller(in): Reinhard Kienberger
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