Generering av EM-strålning i THz frekvensområdet

Bakgrund

När en puls från en femtosekunds laser fokuseras i luft skapas ett plasma. När elektronerna accelereras i fältet kan en stark elektromagnetisk puls bildas. Pulsens längd är kortare än periodtiden och den har alltså ett mycket brett frekvensspektrum i THz området.

Projekt

Projektet består i att bygga en uppställning för generering av THz strålning, och att bygga en tidsupplöst detektor med hjälp av s.k elektro-optisk sampling. Du bör ha läst kursen i laserfysik för att vara lämplig för examensarbetet. Arbetet ger dig tillfälle att använda modlåsta lasrar i en praktisk tillämpning.

Målsättning

Att bygga en uppställning för generering av THz strålning och mäta strålningens tidsberoende.

Kontaktperson:Jörgen Larsson

Lattice dynamics of KDP near the ferroelectric phase transition temperature

Background

The core activity of the group is the investigation of structural phase transition dynamics in real time by means of X-ray diffraction. A material of particular interest is KDP (potassium dihydrogen phosphate). KDP undergoes a ferroelectric phase transition at TC=123 K.Going below the Curie temperature TC the crystal structure changes in a way that each unit cell develops a permanent net dipole moment.Analogous to the magnetic dipoles in a ferromagnet these electrical dipoles align preferably parallel to each other building domains of equal orientation. This type of phase transition is driven by so-called soft phonons, which are phonons in a mode whose frequency converges to zero if the temperature drops and approaches the Curie temperature.The atomic motions associated with the soft phonon correspond to the displacements that accompany the ferroelectric phase transition. So far nobody has “seen” this in real time with atomic resolution.It is our intention to change this.

Project

Your task would be to implement a dynamical model of KDP within the lattice dynamical program package UNISOFT. This basically means defining atomic positions and inter-atomic potentials which can be found in the literature and making sure that this reproduces measured phonon dispersion relations. In a second step you would model the effects of phonons - in particular of those in the soft mode - onto the diffracted X-ray signal using COINS a code developed within the group.The outcome of these simulations basically decides about the setup of upcoming experiments and tells us for what we have to look for.

Contact  Jörgen Larsson

Här kan du se exempel på tidigare examensarbeten.  

Henrik Enqvist

• A setup for efficient frequency tripling of high-power femtosecond laser pulses

Appendix: Software (matlab)

Eva Danielsson

• Evaluation of a New Experimental Geometry for ultra-fast Time Resolved Diffraction Experiments using a Laser-Produced Plasma Source - Experimental Set-up and Image Processing

Appendix: Photon counting software (matlab)