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

Professors

Staff

Teaching

Course with Participations of Group Members

Titel und Modulzuordnung
ArtSWSDozent(en)Termine
Lasertechnik
Zuordnung zu Modulen:
VO 2 Kienberger, R. Zäh, M. Mittwoch, 13:00–14:30
Ultrafast Physics 1
Zuordnung zu Modulen:
VO 2 Iglev, H. Donnerstag, 12:00–14:00
Seminar über aktuelle Fragen der Kurzzeitphysik
Zuordnung zu Modulen:
PS 2 Iglev, H. Freitag, 10:00–12:00
Ultrafast Physics
Zuordnung zu Modulen:
HS 2 Iglev, H. Donnerstag, 10:00–12:00
Absolventenfeier
Diese Lehrveranstaltung ist keinem Modul zugeordnet.
KO 0.1 Kienberger, R.
Leitung/Koordination: Fierlinger, P.
einzelne oder verschobene Termine
Blockseminar Hochfeldphysik und ultraschnelle Prozesse
Zuordnung zu Modulen:
SE 2 Kienberger, R.
FOPRA-Versuch 13: Laser und nichtlineare Optik
Zuordnung zu Modulen:
PR 1 Kienberger, R.
Mitwirkende: Latka, T.Stallhofer, K.
Repetitorium Laser- und Röntgenphysik
Zuordnung zu Modulen:
KO 2 Kienberger, R. Montag, 14:00–16:00
Seminar über aktuelle Fragen der Attosekundenphysik
Zuordnung zu Modulen:
SE 2 Kienberger, R. Dienstag, 10:00–12:00

Offers for Theses in the Group

Attosekunden-Spektroskopie an photokatalytischen Proben

In der Attosekundenphysik werden inneratomare und innermolekulare Prozesse auf der kürzesten bislang zugänglichen Zeitskala, der Attosekunden-Zeitskala (10-18 s) erforscht. Das Interesse an ultraschnellen Prozessen ist die treibende Kraft hinter der Entwicklung von Quellen für ultrakurze Lichtpulse und Messtechniken, die zeitaufgelöste Untersuchungen auf immer kürzeren Zeitskalen ermöglichen.
In Anrege-/Abfrageexperimente setzt ein kurzer Anregepuls schnellste Prozesse in Gang und ein Abfragepuls erfasst anschließend den Zustand des Systems zu verschiedenen Zeitpunkten nach der Anregung. Für Prozesse in den inneren Schalen von Atomen ist eine Kombination aus hoher Photonenenergie und einer Pulsdauer im Sub-Femtosekunden-Bereich erforderlich. Diese Pulse werden in mehreren Schritten in einer neuen Attosekunden-Beamline erzeugt, die sich bereits im Endstadium des Aufbaus befindet. Das erste Experiment in diesen neuen Laboren wird derzeit durchgeführt.
Das nächste Projekt, für das diese Beamline konzipiert wurde, ist die Untersuchung der Elektronendynamik in photokatalytischen Prozessen. Bei der Photokatalyse werden oft Halbleiter-Proben genutzt, in denen zunächst Elektron-Loch-Paare (Exzitonen) durch die Absorption von Licht erzeugt werden. Nach der Erzeugung können diese Ladungsträger entweder im Festkörper rekombinieren oder durch Elektronentransfer an der Oberfläche mit der Umgebung reagieren. Die Effizienz dieser Ladungstrennung ist entscheidend für die Ausbeute der chemischen Reaktion, die durch die reaktiven Ladungsträger katalysiert werden soll. Ein Beispiel für eine solche Reaktion ist die chemische Spaltung von Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff.
Für die Steigerung der Effizienz von photokatalytischen Systemen ist es wichtig, die Lebensdauer der Exzitonen zu bestimmen, da diese entscheidend für die Elektronentransferrate zu den Reaktionsedukten ist. Konkret soll die Elektronendynamik in Wolframoxid (WO3)-Pulverproben und festen WO3–Fe2O3–Vielschichtproben mit zeitaufgelöster Attosekundenspektroskopie untersucht werden. Diese Experimente müssen in einer Ultrahochvakuum (UHV) - Umgebung durchgeführt werden, was besondere Herausforderungen an die Probenpräparation stellt.
Im Rahmen dieser Masterarbeit soll zunächst in Zusammenarbeit und mit der Expertise der Arbeitsgruppe von Prof. Horst Kisch (Universität Nürnberg-Erlangen) die Präparation der o.g. Proben für den Einsatz in einer bereits bestehenden Ultrahochvakuum-Experimentierkammer geplant und umgesetzt werden. Es folgen ein eventuell nötiger Umbau der Experimentierkammer und der Einbau dieser in die bestehende Beamline. Parallel dazu soll der Umgang mit der Beamline erlernt werden und am Schluss im Idealfall noch erste Messungen durchgeführt werden. Es erwarten Dich beste Rahmenbedingungen zur Verwirklichung deiner Forschung und ein motiviertes, junges Team.

suitable as
  • Master’s Thesis Condensed Matter Physics
  • Master’s Thesis Applied and Engineering Physics
Supervisor: Reinhard Kienberger

Current and Finished Theses in the Group

Attosecond Dynamics Based on Electron Correlation and Excitation
Abschlussarbeit im Masterstudiengang Physik (Physik der kondensierten Materie)
Themensteller(in): Reinhard Kienberger
Design eines dispersionsminimiertem Chirped-Mirror-Kompressors für einen Femtosekundenlaser
Abschlussarbeit im Bachelorstudiengang Physik
Themensteller(in): Reinhard Kienberger
Entwicklung und Charakterisierung eines Yb-dotierten Glasfaser-Laserverstärkers für die CARS-Mikroskopie
Abschlussarbeit im Bachelorstudiengang Physik
Themensteller(in): Hristo Iglev
Generation of High-Power, Few-Cycle Laser Pulses by Spectral Broadening in a Differentially Pumped Hollow-Core Fiber Setup
Abschlussarbeit im Masterstudiengang Physik (Physik der kondensierten Materie)
Themensteller(in): Reinhard Kienberger
Implementation of a Unified Control Software for an Attosecond Beamline
Abschlussarbeit im Bachelorstudiengang Physik
Themensteller(in): Reinhard Kienberger
Implementation and Limitations of Fibre Bragg Gratings as Passive Sensors in Aerospace Applications
Abschlussarbeit im Masterstudiengang Physics (Applied and Engineering Physics)
Themensteller(in): Hristo Iglev
Spektroskopische Untersuchungen an organischen Materialien in Vorbereitung für Femtosekunden Transient-Absorption-Spektroskopie
Abschlussarbeit im Bachelorstudiengang Physik
Themensteller(in): Hristo Iglev
Carrier Envelope Phase Stabilization for the Generation of Isolated Attosecond Pulses
Abschlussarbeit im Bachelorstudiengang Physik
Themensteller(in): Reinhard Kienberger
Transient Absorption Spectroscopy of Halogen Substituted Coumarin Derivatives
Abschlussarbeit im Masterstudiengang Physics (Applied and Engineering Physics)
Themensteller(in): Hristo Iglev

Condensed Matter

When atoms interact things can get interesting. Fundamental research on the underlying properties of materials and nanostructures and exploration of the potential they provide for applications.