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Bitte beziehen Sie sich beim Zitieren dieses Dokumentes immer auf folgende
URN: urn:nbn:de:bsz:25-opus-19395
URL: http://www.freidok.uni-freiburg.de/volltexte/1939/


Forberich, Karen

Organische Photonische-Kristall-Laser

Organic photonic crystal lasers

Dokument1.pdf (22.684 KB) (md5sum: 0a8c3e7b4064b2d5170f7e4549d8936a)

Kurzfassung in Deutsch

Organische Photonische-Kristall-Laser werden hergestellt, indem eine dünne Schicht eines organischen Farbstoffs auf ein mikrostrukturiertes Plastiksubstrat aufgebracht wird. Die Lasertätigkeit in solchen Systemen beruht auf verteilter Rückkopplung, die vom Substrat verursacht wird. Die Substrate werden durch Interferenzlithographie und anschließende Mikroreplikation hergestellt, beides Technologien, die eine großflächige und kostengünstige Herstellung erlauben.
Der experimentelle Teil befasst sich mit der Herstellung von Substraten mit variierender Gitterperiode für die Herstellung von durchstimmbaren Lasern sowie von Substraten, die eine erniedrigte Laserschwelle ermöglichen, z.B. durch das Einbringen von Defekten oder von hochbrechenden Materialien.
Die theoretische Beschreibung dieser Laser wird mit einer semiklassischen Theorie durchgeführt, die die verteilte Rückkopplung mit mehreren effektiven Parametern beschreibt. Durch die Untersuchung der effektiven Verstärkung und der effektiven Verluste der erlaubten Lasermoden lässt sich diejenige Mode mit der niedrigsten Laserschwelle identifizieren.
Die Untersuchungen wurde mit Substrate mit linearer, quadratischer und hexagonaler Symmetrie durchgeführt. Während die effektive Verstärkung für alle Lasermoden ähnlich ist, zeigen sich bei den effektiven Verlusten große Unterschiede. Daher kann die Mode mit den niedrigsten Verlusten als die Mode mit der niedrigsten Schwelle identifiziert werden.
Die experimentellen Ergebnisse zeigen gute qualitative Übereinstimmung mit den theoretischen.


Kurzfassung in Englisch

Organic photonic crystal lasers are fabricated by applying a thin layer of an organic laser material onto a microstructured plastic substrate. Lasing action in these systems is the result of the distributed feedback provided by the substrate. These substrates are fabricated by interference lithography and subsequent microreplication, two technologies which allow low-cost and large area production.
The experimental part of the thesis deals with the fabrication of substrates with a varying period for tunable lasers as well as substrates which promise a reduced laser threshold, e.g. by the incorporation of defects or high index materials.
The theoretical description of theses lasers employs a semiclassical theory that incorporates the distributed feedback via certain effective parameters. A detailed investigation of the effective gain and loss coefficients of all allowed lasing modes permits the identification of the mode with the lowest laser threshold.
The investigations have been carried out for substrates with linear, square and hexagonal symmetry. While the effective gain is similar for all allowed laser modes, the effective losses exhibit considerable differences. Therefore, the mode with the lowest loss can be identified as the one with the lowest laser threshold. The experimental measurements show good qualitative agreement with the theoretical results.


SWD-Schlagwörter: Laser
Freie Schlagwörter (deutsch): Photonische Kristalle , Organische Halbleiter , Mikrostrukturen
Freie Schlagwörter (englisch): photonic crystals , organic semiconductors, lasers , microstructures
PACS Klassifikation 42.70.Qs , 42.70.Jk , 42.55.Tv
Institut: Physikalisches Institut
Fakultät: Fakultät für Mathematik und Physik
DDC-Sachgruppe: Physik
Dokumentart: Dissertation
Erstgutachter: Luther, Joachim (Prof. Dr.)
Sprache: Deutsch
Tag der mündlichen Prüfung: 25.07.2005
Erstellungsjahr: 2005
Publikationsdatum: 01.09.2005
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