Heidelberg 1999 – wissenschaftliches Programm

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Q: Quantenoptik

Q 2: Nichtlineare Optik I

Q 2.5: Vortrag

Montag, 15. März 1999, 15:15–15:30, PH3

Simultane und sequentielle Energieübertragung zwischen kohärenten Strahlen durch photorefraktive Kopplung — •P. Pogany, A. Hermerschmidt und Hans-Joachim Eichler — Technische Universität Berlin, Optisches Institut

Die Energie von mehreren kohärenten Laserstrahlen kann durch die Beugung an selbstinduzierten Brechungsindexgittern in photorefraktiven Kristallen in einen beugungsbegrenzten Strahl zusammengeführt werden. Der Wirkungsgrad der Energieübertragung in einem Bariumtitanat-Kristall wird für drei Strahlen theoretisch und experimentell untersucht. Die Signal- und Pumpstrahlen stammen aus demselben Diodenlaser-Masteroszillator. Die Leistung der Pumpstrahlen wird durch parallele optische Diodenlaserverstärker auf das fünffache erhöht. Die Energie der Pumpstrahlen wird für unterschiedliche geometrische Anordnungen der zu koppelnden Strahlen im Kristall in unterschiedlichem Maße in den dritten Strahl, den Signalstrahl, übertragen. Im Fall einer sequentiellen Energieübertragung wechselwirkt der Signalstrahl mit den Pumpstrahlen nacheinander in getrennten Kristallbereichen, während bei der simultanen Kopplung die Wechselwirkung im selben Kristallbereich erfolgt. Bei gleichen Intensitäten von Signal- und Pumpstrahlen liegen die gemessenen Energieübertragungseffizienzen bei ca. 50 Prozent in beiden Anordnungen. Bei schwächeren Signalstrahlen dagegen ist die simultane Kopplung günstiger. Eine lineare Zweiwellenmischungstheorie wird präsentiert, die das beobachtete Verhalten der Strahlkopplung qualitativ richtig beschreibt. Anhand dieser Theorie können die experimentellen Kopplungsparameter für eine optimale Energieübertragungseffizienz abgeschätzt werden.