3.2 Stereo-ATI-Spektrometer - Goethe-Universität

2.2 Ultrakurze Laserpulse
Abbildung 2.4: Unterscheidung zwischen sinusförmigen (ϕCEP = π)
und cosinus-
2
förmigen (ϕCEP = 0) Pulsen. Nach rechts ist die Zeit aufgetragen und nach oben
die elektrische Feldstärke. Die schwarzen Graphen repräsentieren die Einhüllende
des Pulses und die blauen Graphen die Trägerwelle.
Durchquert der Laserpuls ein Medium, so ändert sich die Carrier-Envelope-Phase
aufgrund von Dispersion. Die Einhüllende des Pulses bewegt sich mit der Gruppengeschwindigkeit
vg fort, wohingegen sich die Trägerwelle mit der Phasengeschwindigkeit
vp ausbreitet. Nur im Vakuum entsprechen sowohl Gruppen- als auch Phasengeschwindigkeit
der Lichtgeschwindigkeit. In Materie ist vp = vp(λ) abhängig von
der Wellenlänge und es kommt zu Dispersion.
Im Allgemeinen gilt für frei propagierende Laserpulse, dass das Integral über das
elektrische Feld nach der Zeit gleich Null ist, d.h.
ˆ ∞
−∞
E(t) dt = 0 (2.18)
Für nicht allzu kurze Laserpulse, etwa ab dem zweistelligen Femtosekundenbereich,
gilt diese Tatsache natürlich auch und wir erwarten keine Überraschungen wie beispielsweise
eine Asymmetrie bei der Ionisation von Atomen. Betrachten wir einen
linear polarisierten Puls. Aufgrund des obigen Integrals ist es gleich wahrscheinlich,
ob ein Elektron in die eine oder die andere Polarisationsrichtung ionisiert wird. Ein
solcher Laserpuls ist in Abbildung 2.5 visualisiert.
13