Arbeit polung Absorption Entstehung Kristall Erzeugung

Grünerzeugung in Lithiumniobat-Kristallen

Von: , Frage gestellt am Mi, 16. Feb 2005

Hallo allerseits.

Folgendes Problem:
Ich arbeitete gerade mit gepolten Lithiumniobat-Kristallen, welche mit infraroten ns-Laserpulsen (1064nm bei 1-2 W) gepumpt werden. Das Problem ist nun, dass es dabei im Kristall zur Entstehung von grünem Licht (532nm) kommt, welche die Absorption des infraroten Pumplasers induziert, sodass mir dadurch ständig der Kristall durchbrennt.
Es fängt schon damit an, dass ich mir gar nicht richtig erklären kann, wie es zu dieser Grünerzeugung kommt. Ich dachte zuerst an Frequenzverdopplung, andererseits ist der Kristall für diese Wellenlänge überhaupt nicht phasenangepasst und diese Grünerzeugung findet man darüber hinaus auch unabhänig von der Polungsperiode des Kristalls.
Außerdem zeigt die Grünerzeugung bei manchen Polungsperioden und für bestimmten Temperaturen extreme Maxima. Rätsel....


Also wenn jemand eine Idee hat, wie man entweder:

a) direkt die Erzeugung des Grüns
oder wenigstens
b) die grün-induzierte Infrarot-Absorption

unterdrücken kann, wäre ich sehr dankbar.

Gruß
Oliver

4 Antworten zu dieser Frage

1. Antwort von nach 2 Stunden 2 hilfreich

   Re: Grünerzeugung in Lithiumniobat-Kristallen

   Hallo! Es fängt schon damit an, dass ich mir gar nicht richtig
   erklären kann, wie es zu dieser Grünerzeugung kommt. Ich
   dachte zuerst an Frequenzverdopplung
   Der erste Gedanke ist manchmal der richtige:-) und diese Grünerzeugung findet man darüber hinaus auch
   unabhänig von der Polungsperiode des Kristalls.
   Außerdem zeigt die Grünerzeugung bei manchen Polungsperioden
   und für bestimmten Temperaturen extreme Maxima.
   Warum die Grünerzeugung unabhängig von der Polung ist, erschließt sich mir auch nicht. Allerdings ist bekannt, dass die Emission temperaturabhängig ist. Also wenn jemand eine Idee hat, wie man entweder:
   a) direkt die Erzeugung des Grüns
   Das wirst du wohl nicht verhindern können, denn meines Wissens ist dieses Verhalten dem Lithiumniobat-Kristall immanent. oder wenigstens
   b) die grün-induzierte Infrarot-Absorption
   unterdrücken kann
   In folgender Dissertation hat man das Problem wohl durch Beruhigung des Kristalls gelöst bzw. reduziert (Abschnitt 3.3. des pdf-Dokuments):
   http://www.stanford.edu/group/fejer/fejerpubs/Disser...
   
   Als weitere Möglichkeit wäre mir noch die Dotierung mit Magnesiumoxid bekannt, eine Referenz kann ich dir hier aber leider nicht anbieten.
   
   mfG Dirk
   

   • Antwort von nach einem Tag 0 hilfreich

     Re^2: Grünerzeugung in Lithiumniobat-Kristallen

     Hallo!
     
     Erstmal Danke für die hilfreiche Antwort!! Es fängt schon damit an, dass ich mir gar nicht richtig
     erklären kann, wie es zu dieser Grünerzeugung kommt. Ich
     dachte zuerst an Frequenzverdopplung
     Der erste Gedanke ist manchmal der richtige:-)
     Ohne Phasenanpassung? Allerdings ist bekannt, dass
     die Emission temperaturabhängig ist.
     Aha. Und weißt du vielleicht wie diese Temperaturabhängigkeit aussieht? Woher kommt der Peak? Als weitere Möglichkeit wäre mir noch die Dotierung mit
     Magnesiumoxid bekannt, eine Referenz kann ich dir hier aber
     leider nicht anbieten.
     Ja, danke. Ich hab jetzt inzwischen auch ein Paper darüber gefunden. Angeblich kann man damit tatsächlich die grün-induzierte-Infrarot-Absorption eliminieren. Nur woher nehmen, wenn nicht stehlen?
     Außerdem bezweifele ich, dass man dotiertes LN noch gut polen kann...
     
     Aber danke nochmal für die Anregungen!
     
     Beste Grüße
     Oliver
     

     • Antwort von nach 2 Tagen 0 hilfreich

       Re^3: Grünerzeugung in Lithiumniobat-Kristallen

       Hallo! Frequenzverdopplung
       Ohne Phasenanpassung?
       Die Frequenzverdopplung ist ja erstmal - ein anisotropes Material vorausgesetzt - unabhängig von der Phasenanpassung, d.h. sie findet auch ohne sie statt. Allerdings kommt es aufgrund der Phasendifferenz zu destruktiver Interferenz zwischen Primär- und Sekundärwelle und damit zur Abschwächung der Sekundärwelle. Das Emissionsmaximum erreicht man nur durch Phasenanpassung. Die Polung stellt übrigens eine Art Phasenanpassung dar, die sogen. Quasiphasenanpassung. Aha. Und weißt du vielleicht wie diese Temperaturabhängigkeit
       aussieht? Woher kommt der Peak?
       Wenn ich mich nicht irre, hängt das damit zusammen, dass die Brechungsindizes nichtlinear von der Temperatur abhängig sind. Bei einer bestimmten Temperatur wird die Phasenanpassungsbedingung erfüllt und damit erreicht die Emission der Sekundärwelle ihr Maximum. Das sieht dann ungefähr so aus:
       http://www.imagehop.com/show.php?id=6e0afcab19e23 Außerdem bezweifele ich, dass man dotiertes LN noch gut polen
       kann...
       Hhm, da hast du womöglich Recht.
       Darf man fragen, in welchem Zusammenhang du dich mit dieser Thematik beschäftigst?
       
       mfG Dirk
       

       • Antwort von nach 4 Tagen 1 hilfreich

         Re^4: Grünerzeugung in Lithiumniobat-Kristallen

         Hallo, Die Frequenzverdopplung ist ja erstmal - ein anisotropes
         Material vorausgesetzt - unabhängig von der Phasenanpassung,
         d.h. sie findet auch ohne sie statt.
         Ja schon, aber soweit ich weiß, ist die Emission als Funktion der Phasenanpassung proportional zur sinc²-Funktion, d.h. seblst wenn die Phase minimal fehlangepasst ist, kommt hinten nichts mehr raus. Andererseits ist die Pumpleistung mit 1-2W ja ziemlich enorm und das d_eff von LN ist auch nicht von schlechten Eltern....
         Hmmm... müsste man mal näher untersuchen. Darf man fragen, in welchem Zusammenhang du dich mit dieser
         Thematik beschäftigst?
         Als Fernziel streben wir an, mittels Frequenzkonversion in LN eine abstimmbare, Laserstrahlung im mittleren Infrarot (4,5µm) zu erhalten.
         
         Gruß
         Oliver
         

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