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Kapitel 5. Lichtspeicherung II – Experimentelle Erhöhung der Speicherkapazität
des aus. Des Weiteren führen diffuse Reflexionen des intensiven Auslesepulses
an den Oberflächen von Kristall, Kryostat und optischen Komponenten zu einem
konstanten Untergrundmuster. Um diese störenden Effekte herauszufiltern,
werden alle experimentell aufgenommenen Bildreihen mittels eines nachträglichen
Selektions- und Mittelungs-Algorithmus ausgewertet. Hierdurch kann oft eine
deutliche Verbesserung der Bildqualität erzielt werden. Für eine detaillierte
Beschreibung dieses Verfahrens sei auf [120] verwiesen.
5.1.1 Bildspeicherung mittels des Fourier-Abbildungssystems
Mittels des in Kapitel 3.3.1 eingeführten Fourier-Abbildungssystems konnte im
Rahmen dieser Arbeit erstmals die EIT-getriebene Speicherung eines Bildes in einem
Festkörpermedium demonstriert werden. Die hierzu genutzte Präparationssequenz
unterscheidet sich lediglich in Intensität und Dauer der Laserpulse von der
zuvor beschriebenen Sequenz (s. Kap. 4.1.3). Die hier verwendeten experimentellen
Parameter sind: (1) Pumpintensität I P = 157 W/cm 2 , Pumpdauer τ P = 84 ms,
(2)+(3) Rückpumpintensität I R = 157 W/cm 2 , Rückpumpdauer τ R = 100 µs (s.
auch. Abb. 4.3). Die Abfolge und die relativen Frequenzen der Pulse sind jedoch
identisch, so dass sich ein vergleichbares Absorptionsspektrum ergibt.
Die Lichtspeichersequenz, bestehend aus Schreib-, Lese- und Nachweispuls,
weist im Vergleich zu Kapitel 4.2 lediglich leicht veränderte Intensitäten von
I S,L = 68 W/cm 2 und I N = 0, 9 W/cm 2 auf. Um eine hohe Signalstärke zu erhalten,
wurde der Nachweispuls zudem auf eine Dauer von τ N = 20 µs verlängert.
Als zu speicherndes Bild wurde ein Muster in Form der Zahl „5“ gewählt. Um
ein möglichst lokalisiertes Fourier-Bild im Zentrum des Kristalls zu erhalten, wurde
eine vergleichsweise große Struktur von fast 1 mm Höhe genutzt (s. Abb. 5.1). Die
minimal auflösbare Strukturgröße im Fourier-Aufbau wurde in Kapitel 3.3.2 auf
Basis des Kontrollstrahldurchmessers zu d min = 303 µm abgeschätzt. Entscheidend
ist aber die Größe des Speichergebietes, welche hier zu 0, 26 mm 2 bestimmt wurde
[120]. Aufgrund dieser Apertur beträgt die effektive Auflösungsgrenze ca. 150 µm.
Abbildung 5.1 zeigt neben der verwendeten Maske eine Simulation der auf die Kamera
projizierten „5“. Hierbei wurde die räumliche Filterung durch das begrenzte
Speichergebiet mit einbezogen. Hohe Raumfrequenzen werden nicht gespeichert,
so dass es im ausgelesenen Bild zum Verlust scharfer Konturen kommt.
Maske
Simulation
gespeichertes Bild
821 µm
251 µm
t = 10 µs t = 20 µs t = 100 µs
Abbildung 5.1: Speicherung der Zahl „5“ im Fourier-Aufbau. Neben der Maske ist eine Simulation
der beugungsbegrenzten Abbildung sowie die experimentell gespeicherten Bilder
dargestellt. Die Pfeile zeigen Beugungsstrukturen an.
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