Untersuchungen zur Lichtstreuung an optisch induzierten Mikrostrukturen in eisendotierten Lithiumniobat-Kristallen

AuszugDie Natur hält für uns eine variantenreiche Auswahl an optischen Erscheinungen bereit, bei denen sichtbares Licht reflektiert, gebrochen oder gestreut wird. So führen beispielsweise die Wechselwirkungen von Licht mit atmosphärischen Gasen zu den Phänomenen des Himmelsblaus, der Morgenröte und der Abendröte. Wassertropfen lassen uns das Sonnenlicht zuweilen als Regenbogen wahrnehmen und Eiskristalle in dünnen Schleierwolken führen zu Halos, die unter anderem als konzentrische Ringe um die Sonne zu beobachten sind [1]. Kristalle und ihr Verhalten bei Beleuchtung mit Licht stehen auch im Blickpunkt dieser Arbeit: Mit seinen nicht linearoptischen Eigenschaften zeigt der synthetisch hergestellte Kristall Lithiumniobat (LiNbO) spezifische Streuphänomene bei Bestrahlung mit kohärentem Licht. Dabei kommt die Photorefraktivität von LiNbO zum Tragen, also die Eigenschaft, dass der Brechungsindex durch Lichteinstrahlung verändert werden kann. Dieses Merkmal, hervorgerufen durch die großen elektrooptischen und photovoltaischen Koeffizienten, sowie die ausgeprägten photoelastischen, piezoelektrischen, pyroelektrischen und akustooptischen Effekte, die Ferroelektrizität und die Doppelbrechung machen dieses Material zu einem festen Bestandteil der Forschung auf dem Gebiet der modernen Festkörperphysik [2,3]. Das Tor zur nichtlinearen Optik und zur Photonik wurde Anfang der 60er Jahre des 20. Jahrhunderts durch die Erfindung des Lasers aufgestoßen. Mitte 1960 gelang Maiman die Realisierung des ersten Festkörperlasers, eines Rubinlasers [4], und noch im gleichen Jahr stellten Javanetal. Den Helium-Neon-Laserals ersten Gaslaser vor [5,6]. Bis 1964 gab es bereits Gallium-Arsenid-Halbleiterlaser, CO-, YAG: Nd-und Argon-Ionen-Laser [6]. Diese Lichtquellen mit ihrem kohärenten Licht und hohen Intensitäten bieten eine Fülle neuer experimenteller Möglichkeiten und Anwendungen. Im 21. Jahrhundert haben Laser neben dem Einsatz in der Medizin, der Produktionstechnik und der Sensorik auch Einzug in das Alltagsleben der Menschen gehalten, wo optische Speichermedien wie CDs und DVDs kaum noch wegzudenken sind [7]. In der wissenschaftlichen Forschung ist insbesondere die Wechselwirkung von kohärentem Licht mit photorefraktiven Materialien [8] von Interesse, da diese einerseits bei Anwendungen eingesetzt werden und andererseits auch mit kohärentem Licht charakterisiert werden können. […]