Kurzer Blick auf Chemie der Natur
Reflektions-Zonenplatten selektieren ultrakurze XUV-Laserpulse zur Analyse chemischer Prozesse.
Ein Team um Emad Aziz hat am Joint Lab der Freien Universität Berlin und des Helmholtz Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH (HZB) ein neues Instrument aufgebaut, um chemische und biologische Prozesse in Flüssigkeiten und an Grenzflächen zu untersuchen: Es besteht aus einem Laser, der ultrakurze Lichtpulse von nur 45 Femtosekunden im harten Ultraviolettbereich (XUV) erzeugt.
Abb.: Die Zeichnung zeigt, wie die Lichtpulse durch die Zonenplatte monochromatisiert auf die Probe fallen. Im Zoom erkennt man den winzigen Flüssigkeitsstrahl (Mikrojet), der die Moleküle enthält. (Bild: FU / HZB)
Um einzelne Wellenlängen herauszugreifen, haben die Forscher spezielle Reflektions-Zonenplatten installiert, die am HZB-Institut für Nanometeroptik und Technologie von Alexei Erko entwickelt und produziert wurden. Diese Reflektions-Zonenplatten arbeiten höchst effizient und erzeugen nur eine minimale zeitliche Verzerrung der Pulse.
Die Pulsdauern von 45 Femtosekunden sind 300-fach kürzer als die Pulse, die in modernen Synchrotronquellen wie BESSY II zur Verfügung stehen (15 Pikosekunden). Ihre Dauer ist vergleichbar mit den ultrakurzen Pulsen eines Freie-Elektronen-Lasers. „Unser neues Labor-Instrument hat jedoch gegenüber einem Freien Elektronenlaser einige Vorteile”, betont Aziz: „Wir können hier zum Beispiel katalytische Prozesse an Materialien zur Energiekonversion unter realen Bedingungen untersuchen, weil wir im Labor mit dem Mikrojet-Verfahren arbeiten und Moleküle in einem winzigen Flüssigkeitsstrahl analysieren können. Außerdem steht uns unser System – im Gegensatz zu einem Freien Elektronenlaser - ständig zur Verfügung.”
HZB / PH
