Heidelberg 1999 – wissenschaftliches Programm

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Q: Quantenoptik

Q 2: Nichtlineare Optik I

Q 2.2: Vortrag

Montag, 15. März 1999, 14:30–14:45, PH3

Selbstorganisation raumzeitlicher Muster im photorefraktiven Wellenmischen — •Oliver Sandfuchs und Friedemann Kaiser — Institut für Angewandte Physik, Hochschulstraße 4a, 64289 Darmstadt

Die gegenläufige Propagation zweier kohärenter Laserstrahlen führt in photorefraktiven Medien zur spontanen Bildung raumzeitlicher Strukturen im transversalen Strahlprofil. Dies wurde 1993 von Honda zum ersten Mal experimentell beobachtet. Dabei dominiert die Wechselwirkung durch Reflexionsgitter.
Es ist uns gelungen, das räumlich ausgedehnte Zweipunktrandwertproblem durch numerische Simulation der paraxialen Wellengleichung unter Berücksichtigung der nichtlokalen Mediumsantwort zu integrieren [1]. Die Selbstorganisation der raumzeitlichen Muster wird in 1 und 2 Dimensionen untersucht. Transversal laufende Wellen treten im Nahfeld und wandernde Spots sowie oszillierende Quadrate und Hexagone im Fernfeld auf. Mit Hilfe der Karhunen-Loéve Zerlegung werden die transversalen Eigenmoden ermittelt. Amplitudengleichungen werden unter Berücksichtigung der Pumpwellenerschöpfung, wie sie typischerweise bei photorefraktivem Wellenmischen auftritt, hergeleitet und die Stabilität und Koexistenz der Muster diskutiert.

[1] O. Sandfuchs, F. Kaiser, M.R. Belić, ”Spatiotemporal pattern

formation in counterpropagating two-wave mixing with an externally

applied field”, J. Opt. Soc. Am. B 15, 2070 (1998)