Christina Hofers optimierte Messmethode zur Untersuchung von ultrakurzen Lichtpulsen bricht bisherige Rekorde
Christina Hofer, die bereits als Werkstudentin ans MPQ kam, schließt erfolgreich ihre Promotion ab. Ihre Forschung wird sie als Postdoktorandin an der University of British Columbia weiterführen. Wir gratulieren!
In ihrer Dissertation analysierte Christina Hofer eine Methode zur Messung von ultrakurzen Laserimpulsen im mittleren Infrarotbereich. Durch Untersuchungen und Simulationen an verschiedenen Lasersystemen gelang es ihr, die Detektionseffizienz im Vergleich zu bisherigen Messungen um mehr als eine Größenordnung steigen. Mit ultrakurzen Lichtimpulsen möchte man unter anderem die molekulare Zusammensetzung von Blutproben besser verstehen, um Krankheiten frühzeitig erkennen zu können.
Ultrakurze Laserpulse im infraroten Bereich sind deshalb so interessant für die Forschung, weil sie die fundamentalen Schwingungsmodi von Molekülen anregen, die man dann mittels Absorptionsspektroskopie näher analysieren kann. Christina Hofer untersuchte in ihrer Promotion eine bestimmte Messmethode von ultrakurzen Laserpulsen, die sogenannte „Elektro-optische Abtastung“: Dabei findet über einen nichtlinearen optischen Prozess eine Wechselwirkung zwischen einer mittelinfraroten Welle und einem kürzeren, zeitlich verzögerten „Abtastimpuls“ statt. Die Methode war bisher in ihrer Sensitivität begrenzt, da nichtlineare Prozesse von Natur aus sehr ineffizient sind, insbeesondere wenn man viele verschiedene Wellenlängen gleichzeitig messen möchte.
Christina Hofer führte Simulationen und Untersuchungen an unterschiedlichsten Lasersystemen durch, um die nichtlineare Wechselwirkung besser verstehen und nutzen zu können. Die Verwendung von leistungsstarken Abtastimpulsen mit Wellenlängen nahe zum mittleren Infrarotbereich machte schließlich den entscheidenden Unterschied: Christina Hofer konnte eine breitbandige Detektionseffizienz von mittelinfraroten Photonen bis in den zweistelligen Prozentbereich zeigen – das entspricht einer Verbesserung um mehr als eine Größenordnung im Vergleich zu den bisherigen Rekorden. Mit der optimierten Messmethode kann man nun elektrische Felder messen, die in ihrer Stärke über viele Größenordnungen variieren. Ein Beispiel sind die Moleküle einer Atemgasprobe, die in Konzentration und spektraler Abdeckung sehr unterschiedlich sind.
Von ihrer Zeit am MPQ nimmt Christina Hofer viele positive Erinnerungen mit. „Mich hat die Zusammenarbeit mit großartigen Kolleginnen und Kollegen – sowohl persönlich als auch fachlich – sehr begeistert,“ erzählt sie.
Seit ihrer Verteidigung arbeitet Christina Hofer am Center for Molecular Fingerprinting der LMU und wird im Sommer eine Postdoc-Stelle an der University of British Columbia in Vancouver antreten. Wir gratulieren ganz herzlich und wünschen weiterhin alles Gute und viel Erfolg!
