Laser: Bauformen, Strahlführung, Anwendungen ; mit 63 Tabellen, 158 Aufgaben und vollständigen Lösungswegen
Gespeichert in:
| Hauptverfasser: | , |
|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Berlin [u.a.]
Springer
2002
|
| Ausgabe: | 4., aktualisierte und neu bearb. Aufl. |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | XI, 446 S. Ill., graph. Darst. |
| ISBN: | 3540419179 |
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INHALTSVERZEICHNIS 1 LICHT, ATOME, MOLEK¨ ULE, FESTK¨ ORPER
. 1 1.1 EIGENSCHAFTEN VON LICHT . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.2 ATOME:
ELEKTRONENBAHNEN,ENERGIENIVEAUS . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.3
ATOME MIT MEHREREN ELEKTRONEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . 9 1.4 MOLEK¨ ULE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.5 ENERGIENIVEAUS IN
FESTK¨ ORPERN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.6 ENERGIEB¨ ANDER IN HALBLEITERN . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . 19 AUFGABEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 2 ABSORPTION UND
EMISSION VON LICHT . 25 2.1 ABSORPTION . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . 25 2.2 SPONTANE EMISSION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . 28 2.3 LICHTVERST¨ ARKUNG DURCH INDUZIERTE
EMISSION . . . . . . . . . . . . . . . . 28 2.4 LINIENBREITE . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . 31 2.5 INVERSIONSERZEUGUNG UND -ABBAU . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . 35 2.6 AUFBAU VON LASERN . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 2.7 ZEITLICHES
EMISSIONSVERHALTEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. 41 AUFGABEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . 47 3 LASERTYPEN
. 49 3.1 WELLENL¨ ANGEN
UND AUSGANGSLEISTUNGEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51 3.2
ABSTIMMBARE LASER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . 54 3.3 FREQUENZSTABILE LASER . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 3.4 HOCHLEISTUNGSLASER
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . 57 3.5 ULTRAKURZE LICHTIMPULSE . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . 58 3.6 LASERPARAMETER . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59 AUFGABEN .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . 61 4 INFRAROT-MOLEK¨ ULLASER
. 63 4.1 FERNINFRAROT-LASER . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
4.2 CO 2 -LASER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . 66 4.3 CO-LASER . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
4.4 HF-LASER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . 82 AUFGABEN . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87 VIII
INHALTSVERZEICHNIS 5 LASER¨ UBERG¨ ANGE IN NEUTRALEN ATOMEN
. 89 5.1 HE-NE-LASER . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 5.2
METALLDAMPF-LASER (CU,AU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . 95 5.3 JODLASER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 AUFGABEN . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . 101 6 IONENLASER
. 103 6.1 LASER F¨ UR
KURZE WELLENL¨ ANGEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . 103 6.2 EDELGASIONENLASER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 105 6.3 METALLDAMPFIONENLASER (CD ,
SE , CU) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110 AUFGABEN . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . 114 7 UV-MOLEK¨ ULLASER
. 115 7.1 STICKSTOFFLASER . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . 116 7.2 EXCIMERLASER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118 AUFGABEN . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
125 8 FESTK¨ ORPERLASER . 127
8.1 RUBINLASER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . 128 8.2 NEODYM-YAG-LASER UND
ALTERNATIVEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132 8.3 GLASLASER
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . 140 8.4 ERBIUM- UND HOLMIUMLASER . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142 8.5 ABSTIMMBARE FESTK¨
ORPERLASER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
8.6 FARBZENTRENLASER. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . 151 8.7 DIODENGEPUMPTE UND FASERLASER . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154 AUFGABEN . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . 157 9 FARBSTOFFLASER .
159 9.1 EIGENSCHAFTEN VON FARBSTOFFEN . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . 159 9.2 ANREGUNG DURCH BLITZLAMPEN . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161 9.3 ANREGUNG DURCH LASER .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
AUFGABEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . 167 10 HALBLEITERLASER
. 169 10.1 LICHTVERST¨ ARKUNG
IN P-N-DIODEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
10.2 GAALAS- UND INGAASP-LASER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . 172 10.3 FREQUENZABSTIMMUNG VON DIODENLASERN . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . 183 10.4 OBERFL¨ ACHENEMITTIERENDE
DIODENLASER,VCSEL . . . . . . . . . . . . . . 186 10.5 HALBLEITERLASER
F¨ UR DAS TIEFERE INFRAROT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
10.6 ZNSE- UND GAN-LASER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . 191 AUFGABEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
INHALTSVERZEICHNIS IX 11 FELS, KOH¨ ARENTE R¨ ONTGEN- UND ATOMSTRAHLEN
. 195 11.1 ELEKTRONENSTRAHLLASER (FEL) . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 196 11.2 R¨ ONTGENLASER . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. 200 11.3 KOH¨ ARENTE ATOMSTRAHLEN . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . 205 AUFGABEN . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207 12
AUSBREITUNG VON LICHTWELLEN . 209 12.1
EBENE UND KUGELWELLEN,BEUGUNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . 209 12.2 GAUSS-STRAHLEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212 12.3 DURCHGANG VON
GAUSS-STRAHLEN DURCH LINSEN . . . . . . . . . . . . . . . 217 12.4
FERNROHRE UND ORTSFREQUENZFILTER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . 220 12.5 AUSBREITUNG REALER LASERSTRAHLEN . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . 223 12.6 OPTISCHE FASERN . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225 12.7
OPTISCHE MATERIALIEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . 231 AUFGABEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233 13 OPTISCHE
RESONATOREN . 237 13.1
PLANSPIEGELRESONATOR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . 237 13.2 HOHLSPIEGELRESONATOR . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240 13.3
RESONATORTYPEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . 244 13.4 INSTABILE RESONATOREN . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248 13.5 LASER MIT
GRUNDMODE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . 249 AUFGABEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251 14 SPIEGEL
. 253 14.1 REFLEXION
UND BRECHUNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . 254 14.2 METALLSPIEGEL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258 14.3 DIELEKTRISCHE
VIELSCHICHTENSPIEGEL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
258 14.4 STRAHLTEILER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264 14.5 PHASENKONJUGATOREN . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265
AUFGABEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . 270 15 POLARISATION
. 271 15.1 ARTEN DER
POLARISATION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . 271 15.2 DOPPELBRECHUNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273 15.3 POLARISATOREN . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. 275 AUFGABEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . 278 16 MODULATION UND ABLENKUNG
. 279 16.1 MECHANISCHE MODULATOREN UND
SCANNER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279 16.2 AKUSTOOPTISCHE
MODULATOREN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
280 16.3 ELEKTROOPTISCHE MODULATOREN. . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . 283 16.4 OPTISCHE ISOLATOREN . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286 16.5 S¨
ATTIGBARE ABSORBER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . 288 AUFGABEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289 X
INHALTSVERZEICHNIS 17 PULSBETRIEB
. 291 17.1
RELAXATIONSSCHWINGUNGEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . 292 17.2 G¨ UTESCHALTUNG . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294 17.3
PULS-AUSKOPPLUNG (CAVITY-DUMPING) . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . 298 17.4 MODENKOPPLUNG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 299 17.5 VERST¨ ARKUNG UND
KOMPRESSION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305
AUFGABEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . 307 18 FREQUENZSELEKTION UND -ABSTIMMUNG
. 309 18.1 FREQUENZABSTIMMUNG . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309 18.2 LONGITUDINALE
MODENSELEKTION . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
310 18.3 PRISMA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313 18.4 GITTER . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . 314 18.5 FABRY-PEROT-ETALON . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 316 18.6 DOPPELBRECHENDE FILTER
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317
AUFGABEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . 319 19 FREQUENZUMSETZUNG
. 321 19.1 DOPPLER-EFFEKT . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. 321 19.2 NICHTLINEARE OPTISCHE EFFEKTE . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . 322 19.3 FREQUENZVERDOPPLUNG UND
-VERVIELFACHUNG. . . . . . . . . . . . . . . . . . 323 19.4
PARAMETRISCHE OSZILLATOREN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . 327 19.5 STIMULIERTE RAMANSTREUUNG . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 329 19.6 KONTINUUMSERZEUGUNG. . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 331 19.7
ERZEUGUNG HOHER HARMONISCHER IN GASEN . . . . . . . . . . . . . . . . .
. 332 AUFGABEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . 335 20 STABILIT¨ AT UND KOH¨ ARENZ
. 337 20.1 LEISTUNGSSTABILIT¨ AT . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
337 20.2 FREQUENZSTABILIT¨ AT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . 339 20.3 SCHROTRAUSCHEN,SQUEEZED
STATES . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342 20.4 KOH¨
ARENZ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . 344 AUFGABEN . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347 21
PHOTODETEKTOREN UND ENERGIEMESSGER¨ ATE . 349 21.1
MESSTECHNISCHE GRUNDBEGRIFFE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . 349 21.2 THERMISCHE DETEKTOREN . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 350 21.3 VAKUUMPHOTODETEKTOREN .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 352 21.4
HALBLEITERDETEKTOREN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . 356 AUFGABEN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 360 22
SPEKTRALAPPARATE UND INTERFEROMETER . 361 22.1
PRISMENSPEKTROMETER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . 361 22.2 GITTERSPEKTROMETER . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363 22.3
ZWEISTRAHLINTERFEROMETER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . 364 INHALTSVERZEICHNIS XI 22.4
FABRY-PEROT-INTERFEROMETER . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . 365 22.5 OPTISCHES ¨ UBERLAGERUNGSVERFAHREN . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . 367 AUFGABEN . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 368 23
ANWENDUNGEN UND ENTWICKLUNGSPOTENTIAL . 369 23.1
NACHRICHTEN¨ UBERTRAGUNG MIT GLASFASERN . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . 369 23.2 MATERIALBEARBEITUNG MIT LASERN . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . 371 23.3 LASER IN DER MEDIZIN . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380 23.4
KERNFUSION MIT LASERN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . 384 23.5 WISSENSCHAFTLICHE ANWENDUNGEN . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 386 23.6 HOLOGRAPHIE UND
INTERFEROMETRIE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 387
23.7 LICHTSTREUUNG ZUR STR¨ OMUNGSMESSTECHNIK . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . 390 23.8 LASER IN GER¨ ATEN UND GEBRAUCHSG¨ UTERN . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . 391 23.9 PERSPEKTIVEN DER LASERENTWICKLUNG .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398 AUFGABEN . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . 404 24 SICHERHEIT VON LASER-EINRICHTUNGEN .
405 24.1 GRENZWERTE F¨ UR DAS AUGE . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . 406 24.2 LASER-SCHUTZBRILLEN . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 407 24.3
LASERKLASSEN UND GEF¨ AHRDUNGSPOTENTIAL . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . 408 24.4 SICHERHEITSVORSCHRIFTEN . . . . . . . . . . . . . . . .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . 410 L¨ OSUNGEN
. 411 WEITERF¨
UHRENDE LITERATUR . 437
SACHVERZEICHNIS . 441 |
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