Hochauflösende optische Spektroskopie an elektronenstrahlinduzierten Festkörperstörstellen für Anwendungen in der Sensorik und Photonik

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Die vorliegende Arbeit untersucht die Anwendungsmöglichkeiten bestrahlter Diamant- und Al2O3-Materialien in der optischen Sensorik und Photonik, basierend auf der Laserspektroskopie an Farbzentren, die durch hochenergetische Elektronenbestrahlung und anschließendes Tempern erzeugt oder modifiziert werden. Ein neu geschaffenes Farbzentrum im Diamantpulver zeigt eine spektrale Linie bei 774 nm, die sich für stabiles spektrales Lochbrennen eignet. Dieses Material weist einen extrem großen E-Feld-Effekt auf, bei dem eine Änderung der lokalen elektrischen Feldstärke das Loch verbreitert und gleichzeitig im Zentrum aufgefüllt wird. Auf dieser Grundlage wurde ein bildgebendes Verfahren zur Messung elektrischer Felder entwickelt und an Randstrukturen von Hochvoltdioden demonstriert. Zudem wurden Anwendungsmöglichkeiten in der Photonik aufgezeigt, wie die optische Datenspeicherung durch stabile spektrale Löcher in den Dimensionen Wellenlänge und elektrischer Feldstärke. Ein Verfahren zur Erhöhung der thermischen Stabilität dieser Löcher wurde ebenfalls entwickelt. In gesinterter Al2O3-Keramik wurden durch Elektronenbestrahlung Defekte erzeugt, die eine neuartige Methode der Fluoreszenzthermografie mit Gedächtnisfunktion ermöglichen, um die Temperaturverteilung während thermischer Belastung nach dem Abkühlen zu bestimmen.