Kristallherstellung simpel und kostengünstig steuern
Wissenschaftler der Fakultät für Elektrotechnik an der Technischen Universität Tschenstochau in Polen wollen im Rahmen des EU-finanzierten Projekts TEMESAMA(öffnet in neuem Fenster) ein neuartiges Herstellungsverfahren entwickeln, mit dem die Eigenschaften von kristallinen Materialien verbessert werden. Ziel war die Erhöhung der Effizienz und Stabilität zur verbesserten Steuerung oder Modulation von Hochleistungslasern in elektrooptischen oder nichtlinearen optischen Zellen. Der Erfolg hing hier stark von der Realisierung oder Modernisierung der erforderlichen experimentellen und messtechnischen Anlagen ab.Sämtliche relevanten technologischen Fortschritte sind durch ein ukrainisches Patent geschützt worden. Die Einreichung einer polnischen Patentanmeldung ist derzeit im Gange. Die Forscher installierten einen elektrooptischen interferometrischen Aufbau und entwickelten ein Verfahren für Qualitätskontrollmessungen in optischen Blöcken während der Herstellung. Die Wissenschaftler erarbeiteten die erforderlichen Techniken zur Messung linearer elektrooptischer Tensorkoeffizienten und modernisierten den vorhandenen nichtlinearen Optikaufbau. Mit beiden funktionalen Aufbauten untersuchten die Wissenschaftler die Eigenschaften der anisotropen Materialien Langasit, reiner Lithium-Niobat-Kristalle und von mit Magnesiumoxid dotierten Lithium-Niobat-Kristallen. Nachdem komplette Sätze linearer und nichtlinearer Tensorkonstanten für die Materialien entwickelt wurden, konnte das Forscherteam auf mathematische Weise wichtige Informationen über die räumliche 3D-Anisotropie der elektrooptischen und akustisch-(piezo)-optischen Effekte ableiten. Die in einigen Experimenten bestätigten theoretischen Resultate hoben das Missverhältnis zwischen den physikalischen Hauptkristallrichtungen und den Geometrien hervor, die benötigt werden, um die elektro- oder akustisch-optische Effizienz zu maximieren. Ergebnisse weisen den Weg hin zu Möglichkeiten, um die Effizienz in optoelektronischen Bauelementen zu steigern. Die Forscher führten überdies mit Hilfe maßgeschneiderter Software eine Analyse der Richtungsstabilität von Materialien angesichts unkontrollierter Veränderungen der Materialparameter durch. Die Ergebnisse werden der Kristallforschergemeinschaft willkommen sein, da maximale Effekte gleichermaßen durch maximale Stabilität gekennzeichnet sind. Die Technologie gestattet eine schnelle und kostengünstige Herstellung von elektrooptischen, piezooptischen oder nichtlinearen optischen kristallinen Materialien bei optimierter Effizienz und Parameterstabilität. Von der Herstellung bekannter und neuer kristalliner Materialien unter Einsatz der Verfahren erwartet man starke Auswirkungen auf den Markt in Bezug auf die Steuerung und/oder Umwandlung von superleistungsfähiger Laserstrahlung mit Schlüsselbedeutung für die EU-Optoelektronikindustrie. Hier öffnet sich überdies die Tür zu einer Flut von Innovationen mit dem Ziel der Entwicklung neuartiger Systeme und Bauelemente.
