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Nichtlineare Optik mit ultrakurzen Laserpulsen: Suszeptibilität dritter Ordnung und kleine Polaronen sowie Interferenz und Holographie verschiedenfarbiger Laserpulse

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https://osnadocs.ub.uni-osnabrueck.de/handle/urn:nbn:de:gbv:700-2016061314530
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DC ElementWertSprache
dc.contributor.advisorProf. Dr. Mirco Imlau
dc.creatorBadorreck, Holger
dc.date.accessioned2016-06-13T14:23:52Z
dc.date.available2016-06-13T14:23:52Z
dc.date.issued2016-06-13T14:23:52Z
dc.identifier.urihttps://osnadocs.ub.uni-osnabrueck.de/handle/urn:nbn:de:gbv:700-2016061314530-
dc.description.abstractIn der vorliegenden Arbeit werden die nichtlinearen optischen Eigenschaften der Materialien Lithiumniobat und Di-Zinn-Hexathiohypodiphosphat aufgrund der Suszeptibilität 3. Ordnung und kleiner Polaronen untersucht. Zudem wird gezeigt, dass die Interferenz verschiedenfarbiger Laserpulse die Aufzeichnung von statischen und dynamischen holographischen Gittern ermöglicht. Ein Teil dieser Arbeit ist in den im Anhang angegebenen 6 Publikationen bereits veröffentlicht. Lithiumniobat wird mit einer Erweiterung des Z-Scan Experiments untersucht, welches die Pulslängenabhängige Messung der nichtlinearen Absorption und der nichtlinearen Brechungsindexänderung ermöglicht. Dabei konnte festgestellt werden, dass bei sehr kurzen Pulslängen von 70 fs ein Effekt der Polaronen auf die nichtlineare Absorption vernachlässigbar ist und die Zwei-Photonen-Absorption die nichtlineare Absorption dominiert. Mit größerer Pulslänge gibt es allerdings Abweichungen zwischen der Theorie der Zwei-Photonen-Absorption und den Messergebnissen. Mit der Entwicklung eines Polaronen-Anregungs-Modells, welches eine polaronische Absorption aufgrund wiederholtem optisch induziertem Hopping annimmt, konnte dieser Effekt konsistent erklärt werden. Die Messungen der nichtlinearen Brechungsindexänderung lassen darauf schließen, dass sowohl freie Ladungsträger als auch kleine Polaronen neben der Suszeptibilität 3. Ordnung einen Einfluss auf die Brechungsindexänderung haben, da eine nichtlineare Abhängigkeit von der Intensität auch bei Pulslängen von 70 fs festgestellt werden konnte. Analog dazu konnte in Di-Zinn-Hexathiohypodiphosphat ein großer Zwei-Photonen-Absorptionskoeffizient festgestellt werden, welcher für Photonenenergien nahe der Bandkante Werte zeigt, die größer sind als theoretischen Überlegungen zeigen. Eine transiente Absorption nach optischer Anregung, gemessen durch ein Anreg-Abtast-Experiment, sowie Literatur legen nahe, dass in Di-Zinn-Hexathiohypodiphosphat gebundene Lochpolaronen durch optische Anregung entstehen können. Durch den hohen Zwei-Photonen-Absorptionskoeffizienten konnte das Aufzeichnen eines kontrastreichen, dynamischen Amplitudengitters mittels Femtosekundenpulsen gezeigt und nachgewiesen werden. Die Kürze der Femtosekundenpulse ermöglicht aber nicht nur das Aufzeichnen eines Zwei-Photonen-Absorptionsgitters aufgrund der hohen Intensitäten, sondern erlaubt zudem die Beobachtung von Interferenz zwischen verschiedenfarbigen Pulsen. In der Zeitspanne der Pulslänge beträgt die Bewegung der Interferenzstreifen, welche in der Größenordnung der Lichtgeschwindigkeit liegt, nur ein Bruchteil der Streifendistanz, sodass das Interferenzmuster eingefroren und beobachtbar erscheint. Somit lassen sich statische Hologramme in holographischen Filmen, wie auch dynamische Hologramme aufzeichnen. Über ein dynamisches holographisches Gitter mittels Zwei-Photonen-Absorption konnte so eine Frequenzkonversion durch Dopplerverschiebung in Lithiumniobat gezeigt werden.ger
dc.rightsNamensnennung - Nicht-kommerziell - Weitergabe unter gleichen Bedingungen 3.0 Unported-
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/-
dc.subjectLithiumniobatger
dc.subjectlithium niobateeng
dc.subjectNichtlineare Optikger
dc.subjectnonlinear opticseng
dc.subjectkleine Polaronenger
dc.subjectsmall polaronseng
dc.subjectInterferenzger
dc.subjectinterferenceeng
dc.subjectHolographieger
dc.subjectholographyeng
dc.subjectUltrakurze Laserpulseger
dc.subjectultrashort laser pulseseng
dc.subjectZ-Scanger
dc.subjectz-scaneng
dc.subject.ddc530 - Physik
dc.titleNichtlineare Optik mit ultrakurzen Laserpulsen: Suszeptibilität dritter Ordnung und kleine Polaronen sowie Interferenz und Holographie verschiedenfarbiger Laserpulseger
dc.typeDissertation oder Habilitation [doctoralThesis]-
thesis.locationOsnabrück-
thesis.institutionUniversität-
thesis.typeDissertation [thesis.doctoral]-
thesis.date2015-12-11-
dc.contributor.refereeProf. Dr. Joachim Wollschläger
dc.subject.bk33.38 - Quantenoptik, nichtlineare Optik
dc.subject.bk33.61 - Festkörperphysik
dc.subject.pacs42.40.Eq - Holographic optical elements; holographic gratings
dc.subject.pacs42.65.An - Optical susceptibility, hyperpolarizability
dc.subject.pacs42.65.Hw - Phase conjugation; photorefractive and Kerr effects
dc.subject.pacs42.65.Ky - Frequency conversion; harmonic generation, including higher-order harmonic generation
dc.subject.pacs42.65.Re - Ultrafast processes; optical pulse generation and pulse compression
dc.subject.pacs42.70.Mp - Nonlinear optical crystals
dc.subject.pacs42.70.Nq - Other nonlinear optical materials; photorefractive and semiconductor materials
dc.subject.pacs78.20.Bh - Theory, models, and numerical simulation
dc.subject.pacs78.20.Ci - Optical constants
vCard.ORGFB4
Enthalten in den Sammlungen:FB06 - E-Dissertationen

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