Details

Autor(en) / Beteiligte

• Hellwig, Ansgar
• Sohler, Wolfgang
• As, Donat Josef

Titel

Nonlinear optical and photorefractive properties of periodically poled channel waveguides in lithium niobate

Erscheinungsjahr

2011

Verknüpfte Titel

Beschreibungen/Notizen

• Tag der Verteidigung: 14.02.2011
• Paderborn, Univ., Diss., 2011
• ger: Der stetig wachsende digitale Datenverkehr macht eine effektivere Ausnutzung von Glasfaserleitungen unumgänglich, z.B. durch Nutzung mehrerer Kanäle mit unterschiedlichen Licht-Wellenlängen. Dies erfordert eine Umsetzung von Daten zwischen zwei Kanälen, d.h. eine Konversion von Licht hin zu einer anderen Wellenlänge. Eine Methode ist die Verwendung integriert-optischer Wellenleiter im nichtlinear-optischen Material Lithiumniobat (LiNbO3). Lithiumniobat zeigt den Effekt der sog. Photorefraktion. Durch diesen wird u.a. die Effizienz der Wellenlängenkonversion stark vermindert. Verschiedene Wellenleiter-Technologien versprechen eine Verringerung der Photorefraktion. Für diese Arbeit wurden Titan-diffundierte Wellenleiter in MgO-dotiertem kongruentem und stöchiometrischem Material, Zink-diffundierte in undotiertem sowie protonenausgetauschte (APE-)Wellenleiter in undotiertem und MgO-dotiertem LiNbO3 hergestellt und hinsichtlich ihrer linearen und nichtlinearen optischen Eigenschaften untersucht. Die Herstellung von periodisch invertierten ferroelektrischen Domänenstrukturen wurde untersucht. Experimente zur Frequenzverdopplung sowie zur Wellenlängenkonversion wurden durchgeführt. Die photorefraktive Empfindlichkeit der Wellenleiter wurde bei der halben Telekommunikationswellenlänge untersucht. Während keine Verringerung der Photorefraktion in Titan-diffundierten Wellenleitern nachzuweisen war, zeigten die Zink-diffundierten sowie besonders die APE-Wellenleiter eine deutliche Verringerung, sodass diese geeignete Kandidaten für Wellenlängenkonversion bei hohen optischen Leistungen sind.
• eng: The constantly growing traffic of digital data makes a more effective use of fibre optic cables necessary, e.g. by using several data channels having different light wavelengths. This requires a switching of data from one channel to another, i.e. a conversion between different light wavelengths. One possible solution is the use of integrated-optic waveguide devices in the nonlinear material lithium niobate (LiNbO3). Lithium niobate shows the so-called photorefractive effect. This effect is detrimental to nonlinear optic interactions, decreasing their efficiencies or inhibiting them at higher powers. Different waveguide technologies promise a reduction of the photorefractive sensitivity. For this work, titanium-diffused waveguides were fabricated in MgO-doped congruent and stoichiometric material. Zinc-diffused waveguides were fabricated in undoped LiNbO3, and annealed proton exchanged waveguides in undoped and MgO-doped LiNbO3. Their optical properties were investigated. The fabrication of periodically inverted ferroelectric domain structures was studied. Experiments concerning second harmonic generation, to assess the nonlinear performance, and wavelength conversion were conducted successfully. The photorefractive sensitivity was studied at half of the telecommunication wavelength. No reduction of the photorefraction could be detected in titanium-diffused waveguides. Zinc-diffused and especially proton exchanged waveguides showed a significantly reduced photorefractive effect. Those kinds of waveguides thus are suitable choices for wavelength conversion at high optical powers.