https://opendata.uni-halle.de//handle/497920112/159838 2026-04-09T23:11:38Z https://opendata.uni-halle.de//handle/1981185920/7760 Title: Twisted light - propagation properties and particle dynamics Author(s): Thakur, Anita Abstract: Die vorliegende Arbeit befasst sich mit nichtlinearen optischen Phӓnomene mit Licht, das einen orbitalen Bahndrehimpuls (auch “twisted light“ (TL) gennant) besitzt. Im ersten Abschnitt der Arbeit werden die Ausbreitungseigenschaften von TL, insbesodere Selbstfokussierung und Defokussierung in einem nichtlinearen dielektrischen Medium untersucht. Mithilfe der Wentzel-Kramers-Brillouin und der paraxialen Nӓherung wird eine Differentialgleichung für die Breite des Strahls analytisch hergeleitet. Für Transmission und Reflexion von TL an einer dielektrischen mehrschichtigen Struktur, bestehend aus phasenkonjugierenden Grenzflӓchen werden analytische Ausdrücke hergeleitet. Der zweite Teil der Arbeit konzentriert sich auf die Dynamik von Teilchen in einem fokussierten und hoch intensiven TL Strahl. Es wird gezeigt, dass die spezielle Intensitӓtsverteilung des TL das Einfangen und das gezielte Beschleunigen von Heliumatomen aufgrund des ponderomotiven Potenzials erlaubt.; The work presents theoretical studies on nonlinear optical phenomena associated with light beams carrying orbital angular momentum, also called twisted light (TL). The thesis is divided into two main parts. The first part deals with the propagation of TL in a nonlinear medium with emphasis on self-focusing and defocusing of TL in a nonlinear dielectric medium. Utilizing the Wentzel-Kramers-Brillouin and the paraxial approximations, a differential equation for the beam width parameter is derived analytically. Next, the results are provided on the transmission and the reflection of TL through a dielectric multilayer structure containing phase-conjugating and calculated reflection and transmission coefficients are illustrated. The second part of the thesis focuses on the particle dynamics in TL, showing that the intensity distribution of TL results in trapping, guiding and acceleration of neutral helium atoms via the ponderomotive potential. 2013-01-01T00:00:00Z https://opendata.uni-halle.de//handle/1981185920/7423 Title: Photonic crystal intermediate reflective layer for micromorph tandem solar cells Author(s): Bielawny, Andreas Abstract: Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung und Herstellung einer optischen Zwischenschicht für Tandemsolarzellen aus Silizium. Eine Wirkungsgradsteigerung der Vorderzelle soll durch gezielte Rückreflexion von Photonen mit spektral begrenzter Wellenlängenverteilung erreicht werden. Das Funktionsprinzip dieser Schicht basiert auf der Physik der photonischen Kristalle und ihren Möglichkeiten, die Ausbreitung von Licht in bestimmten Spektralbereichen und Raumwinkeln zu beeinflussen und zu unterdrücken. Unter Verwendung verschiedener numerischer Verfahren werden Berechnungen zur Ermittlung der benötigten spezifischen Eigenschaften einer solchen Schicht durchgefühhrt. Die zu erwartenden optischen Eigenschaften endlicher Kristallschichten werden simuliert und mit experimentellen Ergebnissen verglichen. Zu erwartende Wirkungsgradsteigerungen für die Solarzelle und mögliche Arbeitsparameter der Zwischenschicht werden ermittelt. Eine 3D photonische Zwischenreflektorschicht wird als invertierter Opal experimentell hergestellt und optisch und elektrisch charakterisiert. Hierzu benötigte Verfahren werden weiterentwickelt. Die Realisierung einer integriert photonischen Reflektorschicht auf der Rückseite einer amorphen Siliziumsolarzelle ist erfolgt und erste Untersuchungen der Struktur und der externen Quanteneffizienz werden ausgeführt. Die Kombination von selbstorganisierenden Opalkristallen und rauen Solarzellenoberflächen wird experimentell untersucht. 2009-01-01T00:00:00Z https://opendata.uni-halle.de//handle/1981185920/6915 Title: Polarisationsabhängige Transmissionseigenschaften von integriert optischen Wellenleitern auf Siliziumbasis Author(s): Pergande, Daniel Abstract: In dieser Arbeit wurden zwei verschiedene siliziumbasierte Materialsysteme für die integrierte Optik charakterisiert. Die Proben wurden von externen Partnern hergestellt. Die Vereinzelung der Proben in einzelne Chips durch Sägen und Polieren wurde im Rahmen dieser Arbeit entwickelt. Um die Proben charakterisieren zu können, wurde ein entsprechender Koppelmessplatz aufgebaut. In dieser Arbeit wurden konventionelle SOI (Silicon-On-Insulator)-Streifenwellenleiter auf ihre polarisationsabhängigen Eigenschaften bezüglich der Wellenleitung von eingekoppeltem Licht im Spektralbereich für die Telekommunikation (1510 – 1630 nm) charakterisiert. Diese Messungen sollten als Referenz für die eingesetzten Methoden und für das anschließend untersuchte IOSOI (Insulator-On-Silicon-On-Insulator)-Materialsystem dienen. Es wurden die Modenprofile, die Propagationsverluste und die Gruppenindex-Dispersion für beide Polarisationen bestimmt. Die untersuchten Strukturen hatten eine Breite von 550 nm und 890 nm. Es wurde gezeigt, dass im konventionellen SOI-Materialsystem aufgrund des mit 1 µm zu dünnen Pufferoxid für TM-Polarisation keine (verlustarme) Propagation möglich ist. Des weiteren wurden konventionelle Streifenwellenleiter und W1-photonische-Kristall-Wellenleiter im neuartigen IOSOI-Materialsystem untersucht. Es wurden von 890 nm und 2 µm breiten Streifenwellenleitern die Modenprofile, die Propagationsverluste und die Gruppenindex-Dispersion für beide Polarisationen bestimmt. Es konnte hier gezeigt werden, dass ein ausreichend dickes Puffer-Oxid (3 µm) eine Propagation von TM-polarisiertem Licht ermöglicht. Im IOSOI-Materialsystem wurden außerdem W1-photonische-Kristall-Wellenleiter realisiert. Hier wurde gezeigt, dass ebenfalls für TM-Polarisation verlustarme Propagation von Licht möglich ist. Außerdem wurde ein Polarisations-Übersprechen von 15 dB nachgewiesen. Dies ist auf Streu- und Koppeleffekte an den Endflächen der photonischen-Kristall-Wellenleiter zurückzuführen. 2009-01-01T00:00:00Z