Holographische Ultrakurzzeitspektroskopie an optisch angeregten, kleinen Polaronen in LiNbO3-Kristallen

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Optisch angeregte, kleine Polaronen sind für Anwendungen von LiNbO3 in der nichtlinearen Photonik, beispielsweise bei der Zwei-Farben-Holographie oder bei der Entstehung des optischen Schadens, von zentraler Bedeutung. In diesem Projekt wollen wir der Frage nachgehen, welchen selektiven Beitrag die vier mittlerweile nachgewiesenen, metastabilen polaronischen Zustände an den optischen - insbesondere photorefraktiven - Eigenschaften der Kristalle aufweisen. Dabei wollen wir klären wie Brechungsindexänderungen auf der Basis rein polaronischer Dichtemodulationen entstehen können. Dies ist auch mit der Frage nach polaronischen Transportlängen verbunden, die wir durch eine gezielte Einstellung von Probenzusammensetzung bzw. reduktionsgrad experimentell potentiell bestimmen können. Als Untersuchungsmethode wollen wir die holographische Kurzzeitspektroskopie einführen, mit der wir photochrome und photorefraktive Prozesse simultan studieren können. Hierbei bildet die zeitaufgelöste Strahlkopplungsanalyse einen experimentellen Schwerpunkt. Aus einem Vergleich unserer Ergebnisse mit Monte-Carlo-Simulationsrechnungen können wir möglicherweise auch Verfahren zur Unterdrückung des optischen Schadens ableiten.