Aufbau einer Delaystrecke für Femtosekundenlaserpulse und erste Pump-Probe-Messungen.

Inhaltsverzeichnis

• Motivation und Ziele
• Theorie zum Licht
  • Polarisation
  • Reflexion und Transmission
  • Spiegel
  • Fokussierung
  • Doppelbrechung
  • X/4- und X/2-Platten
  • Polarisatoren
  • Nichtlineare optische Effekte
  • Optisch induzierter magnetooptischer Kerr-Effekt
• Theorie zum Laser
  • Grundprinzip
  • Gepulste Laser
  • Autokorrelation
• MOKE-magnetooptischer Kerr-Effekt
  • Geometrien für MOKE-Messungen
  • Detektion des Kerr-Signals
• Theorie zum EuS
• Vorhandener Aufbau und nötige Modifikationen
• Die Delaystrecke
  • Aufbau
  • Computergestützte Steuerung
• Messungen
  • Leistungsspektrum
  • Signalstabilität des Pumplaser Ti:Sa Systems
  • Spurtreue der Delaystrecke
  • SHG und induzierte Transmissionsänderung am BBO-Kristall
  • Einfarbige GaAs-Pump-Probe Messungen
  • Hysteresekurve von EuS
• Zusammenfassung und Ausblick
• Danksagung

Zielsetzung und Themenschwerpunkte

Die Diplomarbeit fokussiert auf den Aufbau und die Charakterisierung einer computergesteuerten Delaystrecke für die Durchführung von zeitaufgelösten Pump-Probe Experimenten mit Femtosekundenlaserpulsen. Der Fokus liegt dabei auf der Untersuchung magnetooptischer Effekte in magnetischen Halbleitern.

• Aufbau einer Delaystrecke für Femtosekundenlaserpulse
• Magnetooptische Pump-Probe Messungen an magnetischen Halbleitern
• Untersuchung der Signalstabilität und Spurtreue des Laserpulses
• Zeitaufgelöste Charakterisierung von dynamischen Spin-Prozessen
• Überprüfung der Theorie zum Magnetismus von Europiumchalkogeniden

Zusammenfassung der Kapitel

• Motivation und Ziele: Der Aufbau einer Delaystrecke für Femtosekundenlaserpulse zur Durchführung von Pump-Probe Messungen an magnetischen Halbleitern wird erläutert. Die Ziele umfassen die Untersuchung von dynamischen Spin-Prozessen mittels lichtinduziertem magnetooptischem Kerr-Effekt sowie die Überprüfung der Theorie zum Magnetismus von Europiumchalkogeniden.
• Theorie zum Licht: Dieses Kapitel behandelt die grundlegenden Prinzipien der Polarisation, Reflexion, Transmission und nichtlinearer optischer Effekte im Zusammenhang mit dem Licht. Besondere Aufmerksamkeit wird dem magnetooptischen Kerr-Effekt geschenkt.
• Theorie zum Laser: Das Grundprinzip von Lasern, insbesondere gepulsten Lasern, wird erläutert. Die Autokorrelationsmethode zur Bestimmung der Pulslänge wird vorgestellt.
• MOKE-magnetooptischer Kerr-Effekt: Verschiedene Geometrien für magnetooptische Kerr-Messungen werden vorgestellt und die Detektion des Kerr-Signals wird erläutert.
• Theorie zum EuS: Das Europiumsulfid (EuS) als Beispiel für einen magnetischen Halbleiter wird hinsichtlich seiner physikalischen Eigenschaften und relevanten elektronischen Übergänge vorgestellt.
• Vorhandener Aufbau und nötige Modifikationen: Der bestehende Versuchsaufbau für die Erzeugung von Femtosekundenlaserpulsen wird beschrieben und die notwendigen Modifikationen für die Integration der Delaystrecke und die magnetooptischen Messungen werden aufgezeigt.
• Die Delaystrecke: Der Aufbau und die computergestützte Steuerung der Delaystrecke werden detailliert beschrieben.
• Messungen: Es werden Messungen zum Leistungsspektrum des Laserpulses, zur Signalstabilität des Ti:Sa Lasersystems, zur Spurtreue der Delaystrecke sowie zu SHG und induzierter Transmissionsänderung am BBO-Kristall vorgestellt.

Schlüsselwörter

Die Diplomarbeit behandelt die Themenbereiche Femtosekundenlaserpulse, Delaystrecke, magnetooptischer Kerr-Effekt, Pump-Probe Messungen, magnetische Halbleiter, Europiumsulfid (EuS), dynamische Spin-Prozesse, lichtinduzierte Transmissionsänderung, zeitaufgelöste Spektroskopie.