Holographisches Schalten von Licht mit Femtosekundenpulsen

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Für optische Telekommunikationsnetze werden schnelle wellenlängenselektive Schalter benötigt. Mit Femtosekundenpulsen wollen wir in photorefraktiven Kristallen Bragg-Gitter schreiben, die infrarotes Licht in Reflexionsgeometrie beugen. Zum Löschen der Gitter sollen die Kristalle mit einem um eine halbe Periode verschobenen Lichtmuster beleuchtet werden. Solche bistabilen Schalter werden für flexible optische Netze mit Wellenlängenmultiplexing dringend benötigt; das Stichwort ist optical packet switching. Wir wollen untersuchen, wie schnell Brechungsindexgitter in den photorefraktiven Materialien Lithiumniobat (LiNbO3) und Lithiumtantalat (LiTaO3) erzeugt werden können, wie groß die Beugungseffizienzen sind und wie schnell sich die Effekte wieder löschen lassen. Der volumenphotovoltaische Effekt und ein schneller Einfang der generierten freien Ladungsträger durch Fallen sollten zum Aufbau der gewünschten photorefraktiven Brechungsindexänderungen führen. Wir erwarten Antwortzeiten im Pikosekundenbereich, so dass Schalter mit THz-Frequenzen realistisch sind. Drude-Lorentz-Nichtlinearitäten und der Kerr-Effekt können jedoch zu unerwünschten transienten Brechungsindexänderungen führen.