Bismuth-aktivierte Gläser mit Infrarot-Lumineszenz als breitbandige Verstärkermaterialien für die Laser- und Informationstechnologie

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Gegenstand des Forschungsvorhabens sind Bismuth-dotierte Gläser mit breitbandiger Photolumineszenz im nahen Infrarotbereich. Wie in Vorarbeiten prinzipiell gezeigt, eignen sich derartige Gläser in herausragender Weise als neuartige Lasermaterialien (Bismuth-Laser) sowie als Ultrabreitbandverstärker im Wellenlängenbereich von ca. 900-1400 nm. Damit besitzen sie das Potential, zur Gruppe der optischen Materialien mit dem höchsten Anwendungspotential aufzusteigen. Voraussetzung dafür ist jedoch eine generelle Verbesserung des Verständnisses der dem Emissionsverhalten zugrunde liegenden Mechanismen, welches die gezielte Optimierung der Absorptions- und Emissionseigenschaften ermöglichen wird. Durch die Untersuchung von silikatischen und nichtsilikatischen Modellgläsern soll daher zunächst die Natur der Emissionszentren geklärt und so eine aktuelle Kontroverse beigelegt werden. Quantitative Untersuchungen des Redoxverhaltens und des Einflusses der optischen Basizität des Matrixglases sollen die gezielte Einstellung bestimmter Oxidationszustände der zudotierten Bismuth-Spezies ermöglichen. Die zu erwartenden Ergebnisse werden die Grundlage zur Vorhersage neuer Systeme mit verbessertem Eigenschaftsprofil bilden. Aus ausgewählten Gläsern werden Fasern optischer Qualität hergestellt und bezüglich ihrer Laser- und Verstärkereigenschaften charakterisiert. Im vorgesehen Folgezeitraum sollen schließlich sowohl Faserlaser mit hoher Ausgangsleistung als auch breitbandige optische Verstärker realisiert und physikalisch charakterisiert werden.