Brechungsindexänderungen in Lithiumniobat und Lithiumtantalat-Kristallen erzeugt mit Lichtpulsen ultrahoher Intensität

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Ultrahohe Lichtintensitäten, wie sie durch verstärkte Femtosekunden-Lichtpulse erreicht werden, können in Lithiumniobat- und Lithiumtantalat-Kristallen zu nichttransienten reversiblen und irreversiblen Brechungsindexänderungen führen. Dabei spielen der photorefraktive Effekt, also der reversible Iichtinduzierte Aufbau von Raumladungsfeldern und daraus resultierende elektrooptische Brechungsindexänderungen, als auch reversible und irreversible Änderungen der Kristallstruktur eine Rolle. Im Rahmen des Projekts sollen insbesondere mit holographischen Untersuchungsmethoden die zugrundeliegenden Effekte aufgedeckt werden. Dazu können elementare Volumenphasengitter dienen, die durch zwei interferierende ultraintensive Lichtpulse erzeugt werden. Die Gitter lassen sich durch Beugung von Dauerstrichlicht nachweisen. Begungswirkungsgrade, Zeitkonstanten und Strahlkopplungsverstärkungen sind die zentralen Messgrößen. Mehr-Photonen- Anregungen, heiße Ladungsträger, Material-Amorphisierung und vieles mehr können auftreten. Ein tiefgehendes Verständnis der Prozesse ist besonders interessant, da Lithiumniobat- und Lithiumtantalat-Kristalle schon heute vielfach in der Telekommunikation und in der Lasertechnik eingesetzt werden. Die Ergebnisse können dazu führen, dass die Kristalle künftig in größeren Wellenlängenbereichen (Stichwort: Mehr-Photonen-Anregungen) und bei größeren Intensitäten (Stichwort: Unterdrückung des optischen Schadens) eingesetzt werden. Auch ermöglichen permanente Materialänderungen die Realisierung nützlicher Komponenten (Stichworte: Wellenleiter, Bragg-Gitter).