Periodisch gepumpte organische Mikrolaser

• Antragsteller: Professor Dr. Karl Leo
• Fachliche Zuordnung: Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 236150641

In diesem Projekt sollen lokale Quasimoden und die Bildung von Supermoden in Mikroresonatoren mit organischen aktiven Medien sowohl experimentell als auch theoretisch untersucht werden. Dazu werden planare organische Mikroresonatoren räumlich inhomogen angeregt, um räumlich modulierte Profile von Gewinn und Absorption zu erzeugen. Hauptsächlich sollen zur Anregung Interferenzmuster aus zwei oder mehr Pumpstrahlen genutzt werden. Unsere vorläufigen Ergebnisse zeigen, dass sich das Kohärenzgebiet über das gesamte Anregungsgebiet erstreckt, was von entscheidender Wichtigkeit für eine spätere Anwendung bei elektrisch gepumpten organischen Mikroresonatoren ist, auf die man das Prinzip der räumlich strukturierten Anregung übertragen kann. In diesem Fall wird zum einen das am Lasing beteiligte Resonatorvolumen durch kohärente Ausbreitung in der Resonatorebene vergrößert. Dadurch können in organischen Ein-Moden-Lasern wesentlich höhere Intensitäten erreicht werden. Zweitens führt ein räumlich periodisches Anregungsmuster zur Diskretisierung des Wellenvektors in der Resonatorebene. Die damit verbundene Laseremission unter schiefen Winkeln bedeutet gleichzeitig, dass sich das Ausbreitungsgebiet des kohärenten Lichts nicht mehr mit dem Pumpbereich deckt, in dem Ladungsträger und metallische Kontakte Licht absorbieren können. Eine solche räumliche Entkopplung des Emissionsbereichs von der elektrischen Anregung senkt deshalb die Laserschwelle und erhöht die Resonatorgüte. In diesem Projekt sollen die Voraussetzungen für eine solche Anwendung geschaffen werden. Ziel ist ein grundlegendes Verständnis der räumlichen Wechselwirkung kohärenter Gebiete in einem planaren Mikroresonator sowie die Fähigkeit, diese gezielt durch strukturierte optische Anregung zu manipulieren. Im Gegensatz zum mechanischen Strukturieren des Mikroresonators bietet uns das optische Strukturieren ungleich mehr Flexibilität im Experiment. Damit kann einerseits die Resonatorstruktur für den Einsatz von strukturierten Metallkontakten optimiert werden, es wird aber andererseits auch unser physikalisches Verständnis von Mikrolasern entscheidend vertiefen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Personen: Dr. Susanne Hintschich; Dr. Markas Sudzius