Dresden 2009 – wissenschaftliches Programm

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DF: Fachverband Dielektrische Festkörper

DF 14: Photonic Dielectrics III

DF 14.1: Hauptvortrag

Donnerstag, 26. März 2009, 10:00–10:35, WIL A317

Spatial nonlinear optics in photonic crystals — •Detlef Kip — Institut für Physik und Physikalische Technologien, TU Clausthal

Künstlich strukturierte Materialien, sogenannte Metamaterialien, weisen radikal neue optische Eigenschaften auf. Ein Beispiel sind Halbleiter oder Dielektrika mit einer periodischen Modulation des Brechungsindexes, die analog zu kristallinen Festkörpern eine optische Bandstruktur zeigen: Wellenausbreitung in Form von Floquet-Bloch-Moden ist nur in erlaubten Bändern möglich, welche durch Bandgaps voneinander getrennt sind. Für zukünftige, äußerst kompakte photonische Bauelemente, aber auch für das grundlegende Verständnis nichtlinearer periodischer Systeme, ist die Untersuchung der nichtlinearen Wellenausbreitung in photonischen Kristallen von großem Interesse. Modellhaft lassen sich solche nichtlinearen Eigenschaften eindimensionaler photonischer Kristalle in evaneszent gekoppelten Streifenwellenleiterarrays untersuchen, welche sich in Lithiumniobat realisieren lassen. Optisch induzierte Defekte führen hier auf räumlich lokalisierte Zustände oder diskrete Solitonen mit Ausbreitungskonstanten innerhalb der Bandlücke; die Wechselwirkung solcher "Quasiteilchen" lässt sich für zukünftige rein optische Schalter ausnutzen. Daneben erlauben nichtlineare räumlich periodische Strukturen das Studium einer Vielzahl weiterer Wellenphänomene. Beispiele im Vortrag sind räumliche Rabi-Oszillationen in periodisch modulierten Gittern oder die Bildung von räumlichen Frequenzkämmen und Superkontinuum über nichtlineare Vier-Wellen-Mischung von Floquet-Bloch-Moden.