Nichtlineare Molekül- und Festkörperoptik
 
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Nichtlineare Molekül- und Festkörperoptik
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Forschung

Raumladungswellen

Bei Beleuchtung mit einem statischen und einem laufenden Lichtinterferenzmuster können in (halbisolierenden) Halbleitern unter Anlegen eines elektrischen Gleichfeldes Eigenschwingungen der lichtinduzierten Raumladungsverteilung angeregt werden. Die Anregung dieser Raumladungswellen kann resonant erfolgen, wenn die Frequenz der Lichtoszillation mit der Eigenfrequenz der Raumladungswelle übereinstimmt. Mit dieser Methode lassen sich nichtlineare Wechselwirkungen der Raumladungswellen untereinander und verschiedene nichtlineare Effekte untersuchen. Es treten dabei Effekte auf, die aus der nichtlinearen Optik bekannt sind, wie die räumliche und zeitliche Gleichrichtung. Besonders interessant sind Effekte ohne Analogon, wie die räumliche, aber nicht zeitliche Gleichrichtung. Die Methode erlaubt die Bestimmung verschiedener Materialparameter der untersuchten Proben. Neben photorefraktiven Kristallen sollen diese Untersuchungen an Halbleitern durchgeführt und auf dünne Schichten erweitert werden.

Photoschaltbare Moleküle

In der Substanzklasse der Nitroyslprussiate können metastabile Elektronenzustände durch Bestrahlung mit Licht erzeugt und vollständig reversibel wieder in den Grundzustand zurückgeführt werden. Da die Erzeugung mit einer ausgesprochen grossen Änderung des Absorptionskoeffizienten (Da>100cm-1) und des Brechwertes (Dn>1.10-2) begleitet ist, sind diese Materialien besonders für den Bereich der hologaphischen Datenspeicherung und für die Entwicklung schneller optischer Schalter interessant. Die Lebensdauer der metastabilen Zustände ist durch die Temperatur in einem weiten Bereich einstellbar (>1000 Jahre unterhalb von T=200K und <1 Millisekunden bei RT), was die Untersuchung der optischen Eigenschaften mit verschiedenen Messmethoden erlaubt. Ziel unserer Untersuchung ist die Aufklärung der Natur der metastabilen Elektronenzustände.

Polaronen

Polaronen entstehen aus einer Elektron-Phonon-Kopplung und werden in vielen optischen Materialien nach Anregung mit kurzen intensiven Lichtpulsen beobachtet. Mit der Erzeugung polaronischer Zustände ist eine Änderung der Materialabsorption verbunden (lichtinduzierte Absorption), deren Zeitverhalten und Dispersion charakteristisch von der Art und Dichte der intrinsischen Defektstelle abhängen. Mittels zeitaufgelöster Excited-State-Absorption-Spectroscopy (ESA-Spektroskopie) untersuchen wir das Auftreten und Rekombinationsverhalten von Polaronen speziell in Materialien für die nichtlineare Optik. Im Anwendungsbereich von gepulsten Lasersystemen sind ultrakurze photochrome Prozesse für die optische Zerstörschwelle verantwortlich. Externe Parameter bei unseren Untersuchungen sind Temperatur, Pumplichtwellenlänge, - polarisation, - und intensität. Im Rahmen unseres neu geförderten Projekts "Holographische Kurzzeitspektroskopie" (DFG, IM 37 /5-1) entwickeln wir neue Methoden auf der Basis der dynamischen Vierwellenmischung zur Untersuchung des Transportverhaltens lokalisierter Ladungsträger.

 

Letzte Bearbeitung: 2010-07-16 - Thomas Schemme