Transiente Gitter auf der Basis kleiner Polaronen in thermisch reduziertem LiNbO3

Kongruentes Lithiumniobat zeichnet sich durch eine ausgeprägte intrinsische Defektstruktur aus. Diese führt zur Ausbildung einer Vielzahl polaronischer Zustände. Als Polaron wird dabei ein Quasiteilchen bestehend aus einem Ladungsträger und einer selbstinduzierten Gitterverzerrung bezeichnet. Durch ihre schnelle optische Anregung sind Polaronen für viele Anwendungen interessant. Die vorliegende Arbeit untersucht die Möglichkeit der Aufzeichnung holographischer Gitter auf der Basis räumlich modulierter Dichten von Polaronen in thermisch reduziertem Lithiumniobat. Hierzu wird in einem Zweistrahl-Interferometer eine modulierte Intensitätsverteilung aus einem einzelnen Nanosekunden-Laserpuls zur optischen Anregung genutzt. Es wird gezeigt, dass die untersuchten Gitter hinsichtlich ihres Zeit-, Temperatur- und Spektralverhaltens vollständig durch die theoretischen Modelle für kleine Polaronen in Lithiumniobat beschreibbar sind. Des Weiteren werden in Abhängigkeit von der Aufzeichnungsgeometrie hohe Beugungseffizienzen beobachtet, die auf einen polaronenbasierten, intrinsischen photovoltaischen Effekt schließen lassen. Dadurch ist es möglich, auch ohne zusätzliche photorefraktive Dotierungen hohe Beugungseffizienzen zu erreichen.