Modellierung der Lichtausbreitung in und hinter optisch nichtlinearen Medien

Josef M. Burzler

ISBN 978-3-931216-57-3
135 Seiten, Erscheinungsjahr: 1997
Preis: 30.00 €
Modellierung der Lichtausbreitung in und hinter optisch nichtlinearen Medien

Optisch nichtlineare Medien finden sich in vielen technologischen und wissenschaftlichen Anwendungen wieder. Typische Einsatzgebiete sind die Erzeugung neuer Lichtfrequenzen durch Frequenzverdopplung und parametrische Oszillation, das Kerrmodenverkoppeln in Lasern, optische Leistungsbegrenzung, optisches Schalten in Telekommunikationsanlagen und in optischen Computern. Die Untersuchung des Charakters und der Stärke optischer Nichtlinearitäten trägt auch zum Verständnis der Struktur der Materie bei. Besonders in den letzten Jahren wurden Halbleiter und organische Farbstoffe mit optisch nichtlinearen Eigenschaften gezielt hergestellt, charakterisiert und eingesetzt.

Dieses Buch bietet eine Auswahl moderner theoretischer Werkzeuge und Algorithmen zur Modellierung und Analyse optisch nichtlinearer Brechungs- und Absorptionseffekte in Experimenten und Geräten. Nach einer anschaulichen Einführung werden die theoretischen Grundlagen für diese Effekte erarbeitet und Methoden zur numerischen Berechnung der Lichtausbreitung in und hinter nichtlinearen Medien wie Halbleitern und organischen Farbstoffen vorgestellt. Neuartige Algorithmen erlauben die effiziente Berechnung komplizierter Nichtlinearitäten in optisch dünnen und dicken Proben und eigenen sich für die Simulation der Ausbreitung von Lichtstrahlen und Pulsen mit nahezu beliebigen Strahlprofilen. Den Abschluß des Buches bilden Beispiele für praktische Anwendungen der Algorithmen wie die Simulation der Aufspaltung von Laserlicht in homogenen Medien, die Analyse und Verbesserung von Z-Scan-Experimenten und die Optimierung von optischen Begrenzern.