Die Ziele des Transferbereichs sind die Aufklärung der physikalischen Prozesse, die zur Entstehung des optischen Schadens bei der Erzeugung von ultraviolettem Licht bei der Frequenzmischung in LBO-Kristallen führen (lambda = 355 nm und lambda = 266 nm). Es sollen Gegenmaßnahmen aufgezeigt, Vorschläge zur Unterdrückung erarbeitet und damit geeignete prototypische Verfahren für die technologische Anwendung entwickelt werden. Weitere Aufgaben sind die Untersuchungen der Prozesse auch an CsLiB₆O₁₀ (CLBO), beta-BaB₂O₄ (BBO) und BiB₃O₆ (BIBO)- Kristallen, die ebenfalls zur Frequenzmischung eingesetzt werden.

Lichtinduzierte Änderungen des Brechwertes sind in elektrooptischen Kristallen seit den 70er Jahren des letzten Jahrhunderts bekannt und umfassend untersucht worden. Im vorliegenden Forschungsprojekt sollen die Untersuchungen speziell auf zentrosymmetrische Kristalle erweitert werden. In diesen Materialien werden auch lichtinduzierte Änderungen des Brechwertes beobachtet, können aber nicht auf den linearen elektrooptischen Effekt zurückgeführt werden [1-7]. Den quadratischen elektrooptischen Effekt kann man aufgrund der bei der Zweistrahl-Interferometrie erhaltenen Ergebnisse (halbe Gitterperiode) als Ursache ausschließen. Unklar sind die zugrunde liegenden Prozesse, die zu einer Brechwertänderung bei Lichtbestrahlung führen. Im Rahmen der Gastprofessur soll in den bereits bekannten Substanzen nach einer Aufklärung der Ursachen für das Auftreten einer lichtinduzierten Brechungsindexänderung gesucht werden. Grundlage hierfür ist ein Modellansatz, dem Voraussetzungen für die Existenz eines photorefraktiven Verhaltens entnommen werden können. Das Modell soll durch eine systematische Suche nach zentrosymmetrischen Materialien,  welche diese Bedingungen erfüllen, verifiziert werden. Als Messmethode für die Untersuchung des photorefraktiven Effektes und seiner Eigenschaften sollen neben der Zweistrahl-Interferometrie auch spektroskopische Methoden [3] und die nichtlineare  Streuung [8,9] eingesetzt werden. Die Erweiterung des Untersuchungsspektrums in den ultravioletten Wellenlängenbereich und die Verwendung von gepulstem Laserlicht ist physikalisches Neuland. Wir erwarten, dass diese Untersuchungen Bedeutendes zur Klärung des Phänomens beitragen werden.

Holographische Streuung tritt in allen photorefraktiven Materialien bei Beleuchtung mit Dauerstrichlicht auf: Einfallendes Laserlicht wird an Kristall-Inhomogenitäten gestreut, so dass über die Interferenz  von Streu- und Pumpwellen Volumenphasenhologramme aufgezeichnet werden. An diesen wird die Pumpwelle gebeugt und die Streuwellen werden verstärkt. Nicht bekannt ist, ob holographische Streuung auch bei Beleuchtung mit kurzen intensiven Lichtpulsen auftritt. Dies ist insbesondere für das Signal-zu-Rausch-Verhältnis bei der Entwicklung von schnellen optischen Schaltern, Echtzeit-Interferometern und holographischen Datenspeichern auf der Basis photorefraktiver Kristalle von Interesse, bei denen Volumenphasenhologramme mit kurzen intensiven Lichtpulsen aufgezeichnet werden. Im Rahmen des hier beantragten Projektes wollen wir die Erzeugung holographischer Streuung in photorefraktiven Kristallen nach Beleuchtung mit kurzen intensiven Lichtpulsen nachweisen. Das Ziel ist es, Kenntnisse über die aufgezeichneten parasitären Volumenphasenhologramme, die Verstärkungsmechanismen und die bei hohen Lichtintensitäten ablaufenden Ladungstransportprozesse (Diffusion, Drift und der photovoltaische Effekt) zu gewinnen.

Das Teilprojekt A3 beschäftigt sich mit dem Einfluss von Störstellen auf die Frequenzverdopplung (intracavity) in nichtlinearen optischen Kristallen. Untersucht werden physikalische Prozesse, die in diesen Kristallen durch Lichtbestrahlung zu einer nicht-reversiblen Änderung ihrer optischen Eigenschaften führen. Mit dem Kooperationspartner, der Coherent Lübeck GmbH, gelang es, erste Verfahrensvorschläge zur Unterdrückung dieser Prozesse zu erarbeiten, die für den Anwendungsbereich besonders störend sind.