Brechungsindexänderungen in Lithiumniobat-Kristallen durch Strahlenschäden

Abstract

Die Bestrahlung der LiNbO3-Kristalle mit ³He²⁺ -Teilchen und einer Energie von ca. 40 MeV erzeugt ein atomares Schäden im Kristall und dies führt zu einer starken ortaufgelösten Brechungsindexänderung im Kristall. Im durchflogenen Bereich des LiNbO3-Kristalls nimmt die ordentliche Brechungsindex (no ) ab und dagegen außerordentliche Brechungsindex ( ne ) zu. Diese Arbeit interessiert sich für die Untersuchung der Brechungsindexänderung im durchflogenden Bereich außerhalb des Bragg-Peaks. Aus diesem Grund werden hochenergetische ³He²⁺- Ionen (E 40 MeV), bereitgestellt durch ein Zyklotron, zur Modifikation des Brechungsindexes verwendet. Es soll versucht werden, die Grundlagen der verantwortlichen strahlungsinduzierten Prozesse zu verstehen und anschließend diese Bestrahlungsmethode für die Herstellung eines vergrabenen Wellenleiters zu nutzen. Im Prinzip sind drei Schwerpukte das Thema dieser Arbeit: Zuerst werden die beeinflussenden Parameter der strahlungsinduzierten Brechungsindexänderung von LiNbO3 makroskopisch untersucht; dann wird versucht, eine mikroskopische Erklärung für diese Brechungsindexänderung zu finden. Schließlich wird die Erzeugung eines vergrabenen Wellenleiters in LiNbO₃ gezeigt.