Resolving Strong Field Dynamics in Cation States of CO_2 via Optimised Molecular Alignment

این پایان نامه یک مطالعه تجربی از دینامیک مولکولی فوق سریع CO_2^+ را ارائه می دهد که توسط یک پالس لیزری قوی، نزدیک به مادون قرمز، فمتوثانیه القا می شود. به طور خاص، پدیده‌های میدان قوی معمولی مانند یونیزاسیون تونلی، یونیزاسیون دوگانه غیر متوالی و تفکیک ناشی از عکس با استفاده از یک تکنیک تجربی به نام هم‌ترازی مولکولی ضربه‌ای بررسی و کنترل می‌شوند. در اینجا، اولین پالس لیزری مولکول را در فضا ثابت می کند، به طوری که دینامیک مولکولی را می توان به عنوان تابعی از هندسه مولکولی با یک پالس لیزر دوم مطالعه کرد. آزمایش‌ها در چارچوب مطالعه و کنترل دینامیک مولکولی فوق سریع قرار می‌گیرند، جایی که وضوح زیر فمتوثانیه (10^-15 ثانیه) در سیستم‌های مولکولی بزرگ‌تر، مرز فعلی تحقیق را نشان می‌دهد. این پایان نامه پیشینه مورد نیاز در زمینه قوی و فیزیک مولکولی، معماری لیزر فمتوثانیه و تکنیک های تجربی را به زبانی واضح و در دسترس ارائه می دهد که نیازی به دانش قبلی در این زمینه ها ندارد.

This thesis presents an experimental study of the ultrafast molecular dynamics of CO_2^+ that are induced by a strong, near-infrared, femtosecond laser pulse. In particular, typical strong field phenomena such as tunneling ionisation, nonsequential double ionisation and photo-induced dissociation are investigated and controlled by employing an experimental technique called impulsive molecular alignment. Here, a first laser pulse fixes the molecule in space, such that the molecular dynamics can be studied as a function of the molecular geometry with a second laser pulse. The experiments are placed within the context of the study and control of ultrafast molecular dynamics, where sub-femtosecond (10^-15 seconds) resolution in ever larger molecular systems represents the current frontier of research. The thesis presents the required background in strong field and molecular physics, femtosecond laser architecture and experimental techniques in a clear and accessible language that does not require any previous knowledge in these fields.