dc.contributor.author
Steinkellner, Oliver
dc.date.accessioned
2018-06-07T23:45:20Z
dc.date.available
2003-12-05T00:00:00.649Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/10928
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-15126
dc.description
Titel, Abstract und Kurzfassung
Inhalts-, Abbildungs- und Tabellenverzeichnis
1\. Einleitung 1
2\. Stand der Forschung 5
2.1 Einige Vorbemerkungen zur Dissoziation von Wasser 5
2.2 Vibrationsanregung und selektive Dissoziation von HDO 15
3\. Erzeugung und Vermessung ultrakurzer Lichtimpulse 23
3.1 Erzeugung ultrakurzer Lichtimpulse 23
3.2 Methoden der Frequenzkonversion 26
3.3 Vermessung der Laserparameter 30
3.4 Spezielle Erzeugungs- und Konversionstechniken 33
3.5 Beschreibung der Lasersysteme 47
4\. Nachweis und Analyse photoinduzierter Reaktionen 57
4.1 Nachweismethoden 57
4.2 Datenauswertung 62
5\. Messergebnisse und Interpretation 69
5.1 Zweifarben-Ionisationsexperimente 69
5.2 Dissoziation über den B-Zustand 83
5.3 Dissoziation über den C- und D-Zustand 110
6\. Zusammenfassung und Ausblick 123
Anhang 126
Literaturverzeichnis 131
Danksagung
dc.description.abstract
Diese Arbeit beschäftigt sich zum einen mit der zeitaufgelösten Untersuchung
der Dissoziation von Wasser und seinen deuterierten Isotopomeren, zum anderen
mit der Anregung von Vibrationszuständen im elektronischen Grundzustand durch
ultrakurze Laserimpulse.
Dazu werden ultrakurze Laserpulse im Vakuum-Ultravioletten bei 155 nm erzeugt
und charakterisiert. Desweiteren finden Laserimpulse Anwendung, die auf bis zu
8 fs bei 400 nm und 15 fs bei 800 nm verkürzt sind, sowie intensive
Laserimpulse im mittleren Infrarot bis 3.9 µm. Zum Nachweis dienen Pump-
Abtast-Messungen in Verbindung mit Flugzeit-Massenspektrometrie und der
Messung der spontanen Fluoreszenz von OH(A).
Zur Dynamik der direkten Dissoziation von H2O, HDO und D2O über den A-Zustand
wird eine zeitaufgelöste Ionisationsmessung mit Einphotonenanregung
dargestellt, durch welche die Lebensdauer dieses Zustands auf unter 20 fs
eingegrenzt werden kann.
Der nächste Abschnitt zeigt die Möglichkeit der Voranregung der fundamentalen
Biegeschwingung in HDO durch impulsive Ramanstreuung mit Hilfe eines
Ionisationsexperiments.
Die kohärente Kontrolle der Dissoziation durch Voranregung von
Kombinationsschwingungen wird mit ultrakurzen Laserimpulsen bei 2.4 µm und 3.6
µm getestet, wobei die Dissoziation über den B-Zustand erfolgt.
Dieser Zustand verdeutlicht den Einfluss nichtadiabatischer Kopplungsprozesse:
Abhängig von der Dissoziationswellenlänge kann mit Hilfe eines zusätzlichen
Photons im infraroten Spektralbereich die direkte Dissoziation bevorzugt
angesteuert oder der Transit durch eine konische Durchschneidung stimuliert
werden.
Der letzte Abschnitt untersucht die Dissoziation über C- und D-Zustand.
Während dem C-Zustand eine durch Rotation vermittelte heterogene
Prädissoziation zugeordnet werden kann, zeigt der D-Zustand eine durch die
starke Kopplung zum B-Zustand bedingte homogene Prädissoziation.
de
dc.description.abstract
This work presents time resolved investigations on the dissociation of water
and its deuterated isotopomers and the excitation of vibrational states on the
electronic ground state by ultrashort laser pulses.
Ultrashort pulses in the vacuum ultraviolet at 155 nm are generated and
characterized. In addition laser pulses shortened up to 8 fs at 400 nm and 15
fs at 800 nm are used, as well as intensive radiation in the mid infrared up
to 3.9 µm. As experimental techniques pump-probe measurements connected with
time-of-flight mass-spectrometry or the sampling of the spontaneous
fluorescence of OH(A) are applied.
First time-resolved ionization measurements on the dynamics of the
dissociation of H2O, HDO and D2O via the A-state of these molecules are shown.
Employing one-photon excitation an upper limit for the lifetime of this state
of 20 fs can be estimated.
In the next part the preexcitation of the fundamental bending vibration in HDO
by impulsive Raman scattering is demonstrated in an ionization experiment.
Further coherent control of the dissociation is tested by excitation of
superpositions of vibrational modes with ultrashort laser pulses at 2.4 µm and
3.6 µm and subsequent dissociation on the B-state.
This state shows influence of non-adiabatic coupling: Dependent on the
dissociation wavelength and induced by an additional photon in the infrared
spectral range the direct dissociation can be favored or the transit through a
conical intersection can be stimulated.
The last part examines the dissociation via C-state and D-state. A
heterogeneous predissociation mediated by rotation can be assigned to the
C-state, whereas the D-state shows a homogeneous predissociation caused by the
strong coupling to the B-state.
en
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
femtochemistry
dc.subject
femtosecond laser spectroscopy
dc.subject
molecular dynamics
dc.subject.ddc
500 Naturwissenschaften und Mathematik::530 Physik::530 Physik
dc.title
Ultraschnelle Vibrationsanregung und zeitaufgelöste Untersuchungen zur
Dissoziation von Wasser in der Gasphase
dc.contributor.firstReferee
Prof. Dr. Ingolf V. Hertel
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. Martin Wolf
dc.date.accepted
2003-12-03
dc.date.embargoEnd
2003-12-10
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-2003003143
dc.title.translated
Ultrafast vibrational excitation and time resolved experiments on the
dissociation of water in the gas phase
en
refubium.affiliation
Physik
de
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FUDISS_thesis_000000001136
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http://www.diss.fu-berlin.de/2003/314/
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open access