Avalanche-Effekt zur Steigerung der Sensitivität photorefraktiver Kristalle

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Eine räumlich inhomogene Beleuchtung photorefraktiver Kristalle führt zur Umverteilung von Ladungen zwischen Störstellen und zum Aufbau elektrischer Raumladungsfelder, die den Brechungsindex über den elektrooptischen Effekt modulieren. Photorefraktiv sind z.B. Lithiumniobat (LiNbO3) und Gallium-Arsenid (GaAs). Vielversprechende Anwendungen photorefraktiver Kristalle werden diskutiert und erprobt, z.B. holographische Datenspeicher, phasenkonjugierende Spiegel und Bragg-Wellenlängenfilter. Das Hauptproblem liegt in der noch unzureichenden Sensitivität (erzeugte Beugungseffizienz pro Energiedichte des eingestrahlten Schreiblichts). Im Rahmen des Projekts soll die Sensitivität mittels des Avalanche-Effekts gesteigert werden: Dazu sind an die Proben große externe elektrische Felder anzulegen, so daß einzelne ausgelöste Photoelektronen viele freie Sekundärelektronen erzeugen. Eine Verbesserung der Sensitivität um fünf Größenordnungen erscheint möglich. Damit wären die Kristalle dann deutlich empfindlicher als Photoplatten und Photopolymere. Offen ist jedoch, ob die erzeugten Brechnungsindexänderungen noch eine getreue Replika des Lichtmusters sind. Zahlreiche Material- und Prozeßparameter, insbesondere die zeitliche Entwicklung des externen Feldes, sind sorgfältig zu optimieren.