Nichtlineare Photonik (Prof. Dr. C. Denz)
Adaptive photonische Gitter
Solitonenähnliche Propagation von Laserlicht in photorefraktiven Kristallen wird möglich, wenn das
propagierende Licht Brechungsindexstrukturen induziert, die die normalerweise auftretenden Beugungseffekte
exakt kompensieren. Derartige räumliche Brechungsindexstrukturen stellen adaptive Wellenleiter dar, die
es erlauben, komplexe Lichtleitungsstrukturen wie Verzweigungen und Zusammenführungen zu erzeugen
oder mehrere Lichtstrahlen (Kanäle) parallel durch das Medium zu transferieren. So entstehen durch Licht
selbst erzeugte komplexe Wellenleitungsanordnungen - photonische Strukturen - die Licht
wiederum leiten und steuern. Da der Prozess reversibel ist, können die lichtinduzierten Gitter leicht wieder
gelöscht werden. Ebenso ist keine aufwendige Materialstrukturierung erforderlich, um komplexe
zweidimensionale Strukturen zu erzeugen.
Ziel dieses Projektes ist es,
die Bildung und Wechselwirkung mehrerer transversaler solitärer Strukturen derart zu kontrollieren und zu
steuern, dass Anwendungen für komplexe adaptive Wellenleitungsstrukturen realisiert werden
können. Im Vordergrund stehen dabei die grundlegenden Voraussetzungen für die Bildung und
Erhaltung der solitären Lichtpropagation. Von besonderem Interesse sind Lichtmuster, die
Eigenlösungen des Materials bilden und die sich beugungsfrei in diesem ausbreiten. Im nichtlinearen Fall
können diese Muster eine photonische Gitterstruktur induzieren, in der sich eine ebene Welle ausbreiten
kann. Sowohl in Experimenten an SBN-Kristallen wie auch in numerischen Simulationen wird daher das
raum-zeitliche Propagationsverhalten des Laserlichts untersucht.
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