In Car Audio

This chapter presents implementations of advanced in Car Audio Applications. The system is composed by three main different applications regarding the In Car listening and communication experience. Starting from a high level description of the algorithms, several implementations on different levels of hardware abstraction are presented, along with empirical results on both the design process undergone and the performance results achieved

Efficient Algorithms for Immersive Audio Rendering Enhancement

Il rendering audio immersivo è il processo di creazione di un’esperienza sonora coinvolgente e realistica nello spazio 3D. Nei sistemi audio immersivi, le funzioni di trasferimento relative alla testa (head-related transfer functions, HRTFs) vengono utilizzate per la sintesi binaurale in cuffia poiché esprimono il modo in cui gli esseri umani localizzano una sorgente sonora. Possono essere introdotti algoritmi di interpolazione delle HRTF per ridurre il numero di punti di misura e per creare un movimento del suono affidabile. La riproduzione binaurale può essere eseguita anche dagli altoparlanti. Tuttavia, il coinvolgimento di due o più gli altoparlanti causa il problema del crosstalk. In questo caso, algoritmi di cancellazione del crosstalk (CTC) sono necessari per eliminare i segnali di interferenza indesiderati. In questa tesi, partendo da un'analisi comparativa di metodi di misura delle HRTF, viene proposto un sistema di rendering binaurale basato sull'interpolazione delle HRTF per applicazioni in tempo reale. Il metodo proposto mostra buone prestazioni rispetto a una tecnica di riferimento. L'algoritmo di interpolazione è anche applicato al rendering audio immersivo tramite altoparlanti, aggiungendo un algoritmo di cancellazione del crosstalk fisso, che considera l'ascoltatore in una posizione fissa. Inoltre, un sistema di cancellazione crosstalk adattivo, che include il tracciamento della testa dell'ascoltatore, è analizzato e implementato in tempo reale. Il CTC adattivo implementa una struttura in sottobande e risultati sperimentali dimostrano che un maggiore numero di bande migliora le prestazioni in termini di errore totale e tasso di convergenza. Il sistema di riproduzione e le caratteristiche dell'ambiente di ascolto possono influenzare le prestazioni a causa della loro risposta in frequenza non ideale. L'equalizzazione viene utilizzata per livellare le varie parti dello spettro di frequenze che compongono un segnale audio al fine di ottenere le caratteristiche sonore desiderate. L'equalizzazione può essere manuale, come nel caso dell'equalizzazione grafica, dove il guadagno di ogni banda di frequenza può essere modificato dall'utente, o automatica, la curva di equalizzazione è calcolata automaticamente dopo la misurazione della risposta impulsiva della stanza. L'equalizzazione della risposta ambientale può essere applicata anche ai sistemi multicanale, che utilizzano due o più altoparlanti e la zona di equalizzazione può essere ampliata misurando le risposte impulsive in diversi punti della zona di ascolto. In questa tesi, GEQ efficienti e un sistema adattativo di equalizzazione d'ambiente. In particolare, sono proposti e approfonditi tre equalizzatori grafici a basso costo computazionale e a fase lineare e quasi lineare. Gli esperimenti confermano l'efficacia degli equalizzatori proposti in termini di accuratezza, complessità computazionale e latenza. Successivamente, una struttura adattativa in sottobande è introdotta per lo sviluppo di un sistema di equalizzazione d'ambiente multicanale. I risultati sperimentali verificano l'efficienza dell'approccio in sottobande rispetto al caso a banda singola. Infine, viene presentata una rete crossover a fase lineare per sistemi multicanale, mostrando ottimi risultati in termini di risposta in ampiezza, bande di transizione, risposta polare e risposta in fase. I sistemi di controllo attivo del rumore (ANC) possono essere progettati per ridurre gli effetti dell'inquinamento acustico e possono essere utilizzati contemporaneamente a un sistema audio immersivo. L'ANC funziona creando un'onda sonora in opposizione di fase rispetto all'onda sonora in arrivo. Il livello sonoro complessivo viene così ridotto grazie all'interferenza distruttiva. Infine, questa tesi presenta un sistema ANC utilizzato per la riduzione del rumore. L’approccio proposto implementa una stima online del percorso secondario e si basa su filtri adattativi in sottobande applicati alla stima del percorso primario che mirano a migliorare le prestazioni dell’intero sistema. La struttura proposta garantisce un tasso di convergenza migliore rispetto all'algoritmo di riferimento.Immersive audio rendering is the process of creating an engaging and realistic sound experience in 3D space. In immersive audio systems, the head-related transfer functions (HRTFs) are used for binaural synthesis over headphones since they express how humans localize a sound source. HRTF interpolation algorithms can be introduced for reducing the number of measurement points and creating a reliable sound movement. Binaural reproduction can be also performed by loudspeakers. However, the involvement of two or more loudspeakers causes the problem of crosstalk. In this case, crosstalk cancellation (CTC) algorithms are needed to delete unwanted interference signals. In this thesis, starting from a comparative analysis of HRTF measurement techniques, a binaural rendering system based on HRTF interpolation is proposed and evaluated for real-time applications. The proposed method shows good performance in comparison with a reference technique. The interpolation algorithm is also applied for immersive audio rendering over loudspeakers, by adding a fixed crosstalk cancellation algorithm, which assumes that the listener is in a fixed position. In addition, an adaptive crosstalk cancellation system, which includes the tracking of the listener's head, is analyzed and a real-time implementation is presented. The adaptive CTC implements a subband structure and experimental results prove that a higher number of bands improves the performance in terms of total error and convergence rate. The reproduction system and the characteristics of the listening room may affect the performance due to their non-ideal frequency response. Audio equalization is used to adjust the balance of different audio frequencies in order to achieve desired sound characteristics. The equalization can be manual, such as in the case of graphic equalization, where the gain of each frequency band can be modified by the user, or automatic, where the equalization curve is automatically calculated after the room impulse response measurement. The room response equalization can be also applied to multichannel systems, which employ two or more loudspeakers, and the equalization zone can be enlarged by measuring the impulse responses in different points of the listening zone. In this thesis, efficient graphic equalizers (GEQs), and an adaptive room response equalization system are presented. In particular, three low-complexity linear- and quasi-linear-phase graphic equalizers are proposed and deeply examined. Experiments confirm the effectiveness of the proposed GEQs in terms of accuracy, computational complexity, and latency. Successively, a subband adaptive structure is introduced for the development of a multichannel and multiple positions room response equalizer. Experimental results verify the effectiveness of the subband approach in comparison with the single-band case. Finally, a linear-phase crossover network is presented for multichannel systems, showing great results in terms of magnitude flatness, cutoff rates, polar diagram, and phase response. Active noise control (ANC) systems can be designed to reduce the effects of noise pollution and can be used simultaneously with an immersive audio system. The ANC works by creating a sound wave that has an opposite phase with respect to the sound wave of the unwanted noise. The additional sound wave creates destructive interference, which reduces the overall sound level. Finally, this thesis presents an ANC system used for noise reduction. The proposed approach implements an online secondary path estimation and is based on cross-update adaptive filters applied to the primary path estimation that aim at improving the performance of the whole system. The proposed structure allows for a better convergence rate in comparison with a reference algorithm

Applications of dynamic diffuse signal processing in sound reinforcement and reproduction.

Electroacoustic systems are subject to position-dependent frequency responses due to coherent interference between multiple sources and/or early reflections. Diffuse signal processing (DiSP) provides a mechanism for signal decorrelation to potentially alleviate this well-known issue in sound reinforcement and reproduction applications. Previous testing has indicated that DiSP provides reduced low-frequency spatial variance across wide audience areas, but in closed acoustic spaces is less effective due to coherent early reflections. In this paper, dynamic implementation of DiSP is examined, whereby the decorrelation algorithm varies over time, thus allowing for decorrelation between surface reflections and direct sounds. Potential applications of dynamic DiSP are explored in the context of sound reinforcement (subwoofers, stage monitoring) and sound reproduction (small-room low-frequency control, loudspeaker crossovers), with preliminary experimental results presented.N/

Enhanced wide-area low-frequency sound reproduction in cinemas: effective and practical alternatives to current calibration strategies

The current strategies for the low-frequency calibration of cinema sound systems are based on a flawed premise of low-frequency acoustics and psychoacoustics. This research shows that there is virtually no benefit in terms of spatiotemporal variance reduction: pre- and post-calibrated systems will exhibit equally position-dependent listening experience differences. For modern cinemas, the typical focus on room-modes when designing a low frequency calibration system is not necessary because the dimensions of the space coupled with low reverberation time results in Schroeder frequencies around 35 Hz. Above this value, effects of room-modes are not perceptible. Comb-filtering between sources and low-order reflections is the primary cause of high spatial variance. Furthermore, there is no evidence that spatial averaging techniques used for measurement and equalization are subjectively beneficial. A new approach needs to be invented

Speech enhancement algorithms for audiological applications

Texto en inglés y resumen en inglés y españolPremio Extraordinario de Doctorado de la UAH en el año académico 2013-2014La mejora de la calidad de la voz es un problema que, aunque ha sido abordado durante muchos años, aún sigue abierto. El creciente auge de aplicaciones tales como los sistemas manos libres o de reconocimiento de voz automático y las cada vez mayores exigencias de las personas con pérdidas auditivas han dado un impulso definitivo a este área de investigación. Esta tesis doctoral se centra en la mejora de la calidad de la voz en aplicaciones audiológicas. La mayoría del trabajo de investigación desarrollado en esta tesis está dirigido a la mejora de la inteligibilidad de la voz en audífonos digitales, teniendo en cuenta las limitaciones de este tipo de dispositivos. La combinación de técnicas de separación de fuentes y filtrado espacial con técnicas de aprendizaje automático y computación evolutiva ha originado novedosos e interesantes algoritmos que son incluidos en esta tesis. La tesis esta dividida en dos grandes bloques. El primer bloque contiene un estudio preliminar del problema y una exhaustiva revisión del estudio del arte sobre algoritmos de mejora de la calidad de la voz, que sirve para definir los objetivos de esta tesis. El segundo bloque contiene la descripción del trabajo de investigación realizado para cumplir los objetivos de la tesis, así como los experimentos y resultados obtenidos. En primer lugar, el problema de mejora de la calidad de la voz es descrito formalmente en el dominio tiempo-frecuencia. Los principales requerimientos y restricciones de los audífonos digitales son definidas. Tras describir el problema, una amplia revisión del estudio del arte ha sido elaborada. La revisión incluye algoritmos de mejora de la calidad de la voz mono-canal y multi-canal, considerando técnicas de reducción de ruido y técnicas de separación de fuentes. Además, la aplicación de estos algoritmos en audífonos digitales es evaluada. El primer problema abordado en la tesis es la separación de fuentes sonoras en mezclas infra-determinadas en el dominio tiempo-frecuencia, sin considerar ningún tipo de restricción computacional. El rendimiento del famoso algoritmo DUET, que consigue separar fuentes de voz con solo dos mezclas, ha sido evaluado en diversos escenarios, incluyendo mezclas lineales y binaurales no reverberantes, mezclas reverberantes, y mezclas de voz con otro tipo de fuentes tales como ruido y música. El estudio revela la falta de robustez del algoritmo DUET, cuyo rendimiento se ve seriamente disminuido en mezclas reverberantes, mezclas binaurales, y mezclas de voz con música y ruido. Con el objetivo de mejorar el rendimiento en estos casos, se presenta un novedoso algoritmo de separación de fuentes que combina la técnica de clustering mean shift con la base del algoritmo DUET. La etapa de clustering del algoritmo DUET, que esta basada en un histograma ponderado, es reemplazada por una modificación del algoritmo mean shift, introduciendo el uso de un kernel Gaussiano ponderado. El análisis de los resultados obtenidos muestran una clara mejora obtenida por el algoritmo propuesto en relación con el algoritmo DUET original y una modificación que usa k-means. Además, el algoritmo propuesto ha sido extendido para usar un array de micrófonos de cualquier tamaño y geometría. A continuación se ha abordado el problema de la enumeración de fuentes de voz, que esta relacionado con el problema de separación de fuentes. Se ha propuesto un novedoso algoritmo basado en un criterio de teoría de la información y en la estimación de los retardos relativos causados por las fuentes entre un par de micrófonos. El algoritmo ha obtenido excelente resultados y muestra robustez en la enumeración de mezclas no reverberantes de hasta 5 fuentes de voz. Además se demuestra la potencia del algoritmo para la enumeración de fuentes en mezclas reverberantes. El resto de la tesis esta centrada en audífonos digitales. El primer problema tratado es el de la mejora de la inteligibilidad de la voz en audífonos monoaurales. En primer lugar, se realiza un estudio de los recursos computacionales disponibles en audífonos digitales de ultima generación. Los resultados de este estudio se han utilizado para limitar el coste computacional de los algoritmos de mejora de la calidad de la voz para audífonos propuestos en esta tesis. Para resolver este primer problema se propone un algoritmo mono-canal de mejora de la calidad de la voz de bajo coste computacional. El objetivo es la estimación de una mascara tiempo-frecuencia continua para obtener el mayor parámetro PESQ de salida. El algoritmo combina una versión generalizada del estimador de mínimos cuadrados con un algoritmo de selección de características a medida, utilizando un novedoso conjunto de características. El algoritmo ha obtenido resultados excelentes incluso con baja relación señal a ruido. El siguiente problema abordado es el diseño de algoritmos de mejora de la calidad de la voz para audífonos binaurales comunicados de forma inalámbrica. Estos sistemas tienen un problema adicional, y es que la conexión inalámbrica aumenta el consumo de potencia. El objetivo en esta tesis es diseñar algoritmos de mejora de la calidad de la voz de bajo coste computacional que incrementen la eficiencia energética en audífonos binaurales comunicados de forma inalámbrica. Se han propuesto dos soluciones. La primera es un algoritmo de extremado bajo coste computacional que maximiza el parámetro WDO y esta basado en la estimación de una mascara binaria mediante un discriminante cuadrático que utiliza los valores ILD e ITD de cada punto tiempo-frecuencia para clasificarlo entre voz o ruido. El segundo algoritmo propuesto, también de bajo coste, utiliza además la información de puntos tiempo-frecuencia vecinos para estimar la IBM mediante una versión generalizada del LS-LDA. Además, se propone utilizar un MSE ponderado para estimar la IBM y maximizar el parámetro WDO al mismo tiempo. En ambos algoritmos se propone un esquema de transmisión eficiente energéticamente, que se basa en cuantificar los valores de amplitud y fase de cada banda de frecuencia con un numero distinto de bits. La distribución de bits entre frecuencias se optimiza mediante técnicas de computación evolutivas. El ultimo trabajo incluido en esta tesis trata del diseño de filtros espaciales para audífonos personalizados a una persona determinada. Los coeficientes del filtro pueden adaptarse a una persona siempre que se conozca su HRTF. Desafortunadamente, esta información no esta disponible cuando un paciente visita el audiólogo, lo que causa perdidas de ganancia y distorsiones. Con este problema en mente, se han propuesto tres métodos para diseñar filtros espaciales que maximicen la ganancia y minimicen las distorsiones medias para un conjunto de HRTFs de diseño

Speech enhancement algorithms for audiological applications

Texto en inglés y resumen en inglés y españolPremio Extraordinario de Doctorado de la UAH en el año académico 2013-2014La mejora de la calidad de la voz es un problema que, aunque ha sido abordado durante muchos años, aún sigue abierto. El creciente auge de aplicaciones tales como los sistemas manos libres o de reconocimiento de voz automático y las cada vez mayores exigencias de las personas con pérdidas auditivas han dado un impulso definitivo a este área de investigación. Esta tesis doctoral se centra en la mejora de la calidad de la voz en aplicaciones audiológicas. La mayoría del trabajo de investigación desarrollado en esta tesis está dirigido a la mejora de la inteligibilidad de la voz en audífonos digitales, teniendo en cuenta las limitaciones de este tipo de dispositivos. La combinación de técnicas de separación de fuentes y filtrado espacial con técnicas de aprendizaje automático y computación evolutiva ha originado novedosos e interesantes algoritmos que son incluidos en esta tesis. La tesis esta dividida en dos grandes bloques. El primer bloque contiene un estudio preliminar del problema y una exhaustiva revisión del estudio del arte sobre algoritmos de mejora de la calidad de la voz, que sirve para definir los objetivos de esta tesis. El segundo bloque contiene la descripción del trabajo de investigación realizado para cumplir los objetivos de la tesis, así como los experimentos y resultados obtenidos. En primer lugar, el problema de mejora de la calidad de la voz es descrito formalmente en el dominio tiempo-frecuencia. Los principales requerimientos y restricciones de los audífonos digitales son definidas. Tras describir el problema, una amplia revisión del estudio del arte ha sido elaborada. La revisión incluye algoritmos de mejora de la calidad de la voz mono-canal y multi-canal, considerando técnicas de reducción de ruido y técnicas de separación de fuentes. Además, la aplicación de estos algoritmos en audífonos digitales es evaluada. El primer problema abordado en la tesis es la separación de fuentes sonoras en mezclas infra-determinadas en el dominio tiempo-frecuencia, sin considerar ningún tipo de restricción computacional. El rendimiento del famoso algoritmo DUET, que consigue separar fuentes de voz con solo dos mezclas, ha sido evaluado en diversos escenarios, incluyendo mezclas lineales y binaurales no reverberantes, mezclas reverberantes, y mezclas de voz con otro tipo de fuentes tales como ruido y música. El estudio revela la falta de robustez del algoritmo DUET, cuyo rendimiento se ve seriamente disminuido en mezclas reverberantes, mezclas binaurales, y mezclas de voz con música y ruido. Con el objetivo de mejorar el rendimiento en estos casos, se presenta un novedoso algoritmo de separación de fuentes que combina la técnica de clustering mean shift con la base del algoritmo DUET. La etapa de clustering del algoritmo DUET, que esta basada en un histograma ponderado, es reemplazada por una modificación del algoritmo mean shift, introduciendo el uso de un kernel Gaussiano ponderado. El análisis de los resultados obtenidos muestran una clara mejora obtenida por el algoritmo propuesto en relación con el algoritmo DUET original y una modificación que usa k-means. Además, el algoritmo propuesto ha sido extendido para usar un array de micrófonos de cualquier tamaño y geometría. A continuación se ha abordado el problema de la enumeración de fuentes de voz, que esta relacionado con el problema de separación de fuentes. Se ha propuesto un novedoso algoritmo basado en un criterio de teoría de la información y en la estimación de los retardos relativos causados por las fuentes entre un par de micrófonos. El algoritmo ha obtenido excelente resultados y muestra robustez en la enumeración de mezclas no reverberantes de hasta 5 fuentes de voz. Además se demuestra la potencia del algoritmo para la enumeración de fuentes en mezclas reverberantes. El resto de la tesis esta centrada en audífonos digitales. El primer problema tratado es el de la mejora de la inteligibilidad de la voz en audífonos monoaurales. En primer lugar, se realiza un estudio de los recursos computacionales disponibles en audífonos digitales de ultima generación. Los resultados de este estudio se han utilizado para limitar el coste computacional de los algoritmos de mejora de la calidad de la voz para audífonos propuestos en esta tesis. Para resolver este primer problema se propone un algoritmo mono-canal de mejora de la calidad de la voz de bajo coste computacional. El objetivo es la estimación de una mascara tiempo-frecuencia continua para obtener el mayor parámetro PESQ de salida. El algoritmo combina una versión generalizada del estimador de mínimos cuadrados con un algoritmo de selección de características a medida, utilizando un novedoso conjunto de características. El algoritmo ha obtenido resultados excelentes incluso con baja relación señal a ruido. El siguiente problema abordado es el diseño de algoritmos de mejora de la calidad de la voz para audífonos binaurales comunicados de forma inalámbrica. Estos sistemas tienen un problema adicional, y es que la conexión inalámbrica aumenta el consumo de potencia. El objetivo en esta tesis es diseñar algoritmos de mejora de la calidad de la voz de bajo coste computacional que incrementen la eficiencia energética en audífonos binaurales comunicados de forma inalámbrica. Se han propuesto dos soluciones. La primera es un algoritmo de extremado bajo coste computacional que maximiza el parámetro WDO y esta basado en la estimación de una mascara binaria mediante un discriminante cuadrático que utiliza los valores ILD e ITD de cada punto tiempo-frecuencia para clasificarlo entre voz o ruido. El segundo algoritmo propuesto, también de bajo coste, utiliza además la información de puntos tiempo-frecuencia vecinos para estimar la IBM mediante una versión generalizada del LS-LDA. Además, se propone utilizar un MSE ponderado para estimar la IBM y maximizar el parámetro WDO al mismo tiempo. En ambos algoritmos se propone un esquema de transmisión eficiente energéticamente, que se basa en cuantificar los valores de amplitud y fase de cada banda de frecuencia con un numero distinto de bits. La distribución de bits entre frecuencias se optimiza mediante técnicas de computación evolutivas. El ultimo trabajo incluido en esta tesis trata del diseño de filtros espaciales para audífonos personalizados a una persona determinada. Los coeficientes del filtro pueden adaptarse a una persona siempre que se conozca su HRTF. Desafortunadamente, esta información no esta disponible cuando un paciente visita el audiólogo, lo que causa perdidas de ganancia y distorsiones. Con este problema en mente, se han propuesto tres métodos para diseñar filtros espaciales que maximicen la ganancia y minimicen las distorsiones medias para un conjunto de HRTFs de diseño

Adaptive noise cancellation using multichannel lattice structure.

This thesis presents a multichannel adaptive noise cancellation technique (MCLS) for cancelling the noise over nonlinear transmission channel. The technique applies to the situation in which the reference signal and noisy primary signal are collected simultaneously. The coefficients of the multichannel multiple regression transversal filter are modified adaptively according to the backward prediction error vector generated from the multichannel adaptive lattice predictor. This multichannel adaptive noise cancellation procedure involves the NLMS adaptive algorithm. The performance of the new technique using different types of transmission channels, different types of reference inputs and different types of noise-free primary inputs are examined analytically. The new approach is experimentally shown to have better noise cancellation performance than the existing single-channel adaptive lattice noise cancellation algorithm (SCLS) over nonlinear transmission channel case, especially in low input SNR situation.Dept. of Electrical and Computer Engineering. Paper copy at Leddy Library: Theses & Major Papers - Basement, West Bldg. / Call Number: Thesis2004 .X54. Source: Masters Abstracts International, Volume: 43-01, page: 0288. Adviser: H. K. Kwan. Thesis (M.A.Sc.)--University of Windsor (Canada), 2004

Interactive auralization based on hybrid simulation methods and plane wave expansion

The reconstruction and reproduction of sound fields have been extensively researched in the last decades leading to an intuitive approach to estimate and evaluate the acoustic properties of enclosures. Applications of auralization can be found in acoustic design, subjective tests, virtual reality and entertainment, among others. Different methodologies have been established to generate auralizations for room acoustics purposes, the most common of them, the use of geometrical acoustics and methods based on the numerical solution of the wave equation to synthesize the room impulse responses. The assumptions and limitations of each approach are well known, which in turn, restrict their application to specific frequency bands. If the aim is to reconstruct accurately the sound field in an extended range of frequencies, a combination of these methodologies has to be performed. Furthermore, recent advances in computational power have enabled the possibility to generate interactive atmospheres where the user is able to interact with the environment. This feature, although it expands the applications of the auralization technique, is nowadays mainly based on geometrical acoustics or interpolation methods. The present research addresses the generation of interactive broadband auralizations of enclosures using a combination of the finite element method and geometrical acoustics. For this, modelling parameters for both simulation methods are discussed making emphasis on the assumptions made in each case. Then, the predicted room impulse responses are represented by means of a plane wave expansion, which in turn, enables interactive features such as translation and rotation of the acoustic fields. An analytical expression is derived for the translation in the plane wave domain. Furthermore, the transformation of the plane wave representation in terms of spherical harmonics is also explored allowing the acoustic fields to be rotated. The effects of assuming a plane wave propagation within small enclosures and the consequences of using a finite number of plane waves to synthesize the sound fields are discussed. Finally, an implementation of an interactive auralization system is considered for different reference cases. This methodology enables reconstruction of the aural impression of enclosures in real-time with higher accuracy at low frequencies compared to only geometrical acoustics techniques. The plane wave expansion provides a convenient sound field representation in which the listener can interact with the acoustics of the enclosure. Furthermore, the sound reconstruction can be performed by implementing several sound reproduction techniques extending the versatility of the proposed approach

Microfluidics for Biosensing

There are 12 papers published with 8 research articles, 3 review articles and 1 perspective. The topics cover: Biomedical microfluidics Lab-on-a-chip Miniaturized systems for chemistry and life science (MicroTAS) Biosensor development and characteristics Imaging and other detection technologies Imaging and signal processing Point-of-care testing microdevices Food and water quality testing and control We hope this collection could promote the development of microfluidics and point-of-care testing (POCT) devices for biosensing

Optimal Control of the Strong-Field Laser Ionization of Clusters in Helium Droplets

The strong-field ionization dynamics of Ag and Xe clusters are studied using fs pulse shaping. By tailoring the temporal shapes of the laser pulses, the coupling of the energy into the Ag clusters can be controlled, leading to a maximum yield of highly charged atomic ions and an enhancement of the highest atomic charge states. For Xe, fitness scans of the laser parameters show that a two-step ionization scheme gives rise to an extreme charging of the clusters. Three-pulse trains obtained in an optimization experiment are even more effective and result in maximum yields of different chosen charge states