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Abstract

Das MCTDH-Verfahren hat sich als mächtiges Werkzeug zur Simulation mehrdimensionaler Systeme bewährt, insbesondere im Bereich der Molekülphysik. Es wurde auch bereits für gezielte Kontrolle molekularer Systeme eingesetzt, hauptsächlich unter Verwendung der bekannten Optimierungsschemata nach Krotov und Rabitz. In dieser Arbeit wird MCTDH mit dem vergleichsweise neuen Optimierungsverfahren CRAB kombiniert. Eigenzustände in verschiedenen eindimensionalen Systeme werden selektiv mit optimierten Laserpulsen angeregt. Hauptaugenmerk liegt auf einem Morseoszillator, dessen Vibrationszustände gezielt angeregt werden. Das dafür genutzte Feld wird in einer endlichen Fourierbasis dargestellt und mit Hilfe von CRAB optimiert. CRAB erweist sich für diese Anwendung als mindestens gleichwertig zu dem etablierten Krotov-Schema, indem die Zielzustände trotz geringem Rechenaufwand zu fast 100% besetzt werden.

The multi-configurational time-dependent Hartree method (MCTDH) has been established as a powerful tool for the simulation of multi-dimensional systems, especially in the realm of molecular physics. It has also been used for optimal control of molecular systems, mostly employing the well-known Rabitz and the Krotov optimization schemes. In this thesis, the MCTDH software is combined with the relatively new optimization method CRAB (chopped random basis). State selective excitation of different one-dimensional systems is performed with optimized laser pulses. The main objective was vibrational excitation of a Morse oscillator with a light field expanded in a finite Fourier basis for CRAB optimization. In this case CRAB performed at least as good as the stablished Krotov scheme, with target populations near 100% despite smaller computational effort.