Neue nicht-toxische nichtlineare optische Kristalle für tief-ultaviolette Laser

• Antragstellerin: Dr. Jianxiu Zhang, Ph.D.
• Fachliche Zuordnung: Herstellung und Eigenschaften von Funktionsmaterialien ; Experimentelle Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2014 bis 2017
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 255837079

Nichtlineare optische (NLO) Kristalle für Anwendungen im tief-ultravioletten Bereich (DUV) sind von hoher Bedeutung für die Entwicklung neuer wissenschaftlicher Instrumente. Das Projekt widmet sich der Züchtung neuer, nicht-toxischer DUV-NLO Einkristalle für optoelektronische Anwendungen. Dabei wird ein neuartiger Hochdruckdruck-Spiegelofen eingesetzt, um erstmalig diese Kristallklasse im Schmelzzonenverfahren bei Drücken bis 150 bar herzustellen. Das Projekt untersucht dabei insbesondere fundamentale experimentelle Aspekte im Zusammenhang mit dem Kristallwachstum und der Anwendung von DUV Lasern. Dabei werden z.B. nicht-toxische Einkristalle der Verbindungen LiBaPO4, LiSrPO4, LiSr0.1Ba0.9PO4, LiSrVO4, LiBaVO4, Ba4B11O20F, Cs2B4SiO9 und Li3Cs2B5O10 hergestellt. Die strukturellen und chemischen Eigenschaften der Kristalle werden im Detail untersucht, um dann sowohl ihre anwendungsrelevanten thermischen Eigenschaften als auch die linearen und nichtlinearen optischen Eigenschaften zu studieren. Dabei wird besonders der Zusammenhang zwischen speziellen Defekten und den optischen Eigenschaften untersucht werden, indem Defekte (Li und O Fehlstellen, interstitielles O, Bestrahlung mit Protonen) gezielt in die Kristalle implementiert werden. Die Anwendungsrelevanz des Projektes wird durch die Realisierung des Prototypen eines Dioden-gepumpten DUV Lasers und durch einen kohärenten Output bei Photonenenergien im Bereich 6.2-7.8 eV gezeigt werden. Darüber hinaus werden die Projektergebnisse direkte Informationen auf Zusammenhänge zwischen Struktur und DUV NLO Eigenschaften ergeben und zur Entwicklung neuer DUV NLO Kristalle beitragen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Beteiligte Personen: Dr. Klaus Irmscher, Ph.D.; Professor Dr. Rüdiger Klingeler; Dr. Reinhard Uecker, Ph.D.