Vom molekularen Design zum funktionalen Material für die nichtlineare Optik

Abstract

In den letzten Jahrzehnten ist die Bedeutung der nichtlinearen Photonik in der modernen Optik rapide gestiegen. Die Resultate des enormen Forschungsbedarfs sind unter anderem Glasfaserkabel, welche Anwendung in der Telekommunikation finden und optische Displays, hergestellt aus Flüssigkristallen. Aus diesem Grund ist die Suche nach neuen Materialien eine wichtige Herausforderung. Daher gewinnen nichtlineare optische (NLO) Effekte an ungeordneten Materialien zunehmend an Interesse und besitzen ein hohes Potential für neuartige Laserquellen. Im Rahmen unserer Forschungsarbeiten werden ferroelektrische LiTaO₃ und LiNbO₃ Xerogele mittels eines Sol-Gel Verfahrens synthetisiert. Die hergestellten Xerogele bestehen aus einem Netzwerk ungeordneter NLO-Kristallite mit einem Kristallitdurchmessern von 100nm-3µm. Zusätzlich werden azentrische Pulver, wie KNbO₃ oder BaTiO₃, in eine amorphe Silica bzw. Titania-Matrix eingebettet. Die Partikelgrösse des Pulvers liegt bei 1-2µm. An beiden Materialklassen werden die Eigenschaften der Frequenzverdopplung untersucht, mittels eines gepulsten Nd:YAG Lasers mit einer Wellenlänge von 1064nm. Das generierte Licht (532nm) ist diffus aufgrund der ungeordneten polaren Achsen der Kristallite bzw. Pulverkörner.