Femtosekundenlaser: Einführung in die Technologie der ultrakurzen Lichtimpulse
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Berlin [u.a.]
Springer
2005
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| adam_text | Inhalt
1 Einleitung..............................................................................................1
2 Geschichte der Kurzzeittechnik..........................................................3
3 Theoretische Grundlagen...................................................................11
3.1 Methoden der Erzeugung..............................................................13
3.1.1 Aktives Modenkoppeln.........................................................17
3.1.2 Passives Modenkoppeln........................................................19
3.1.3 Phasen-Modulation................................................................21
3.1.4 Code-Pulse-Modelocking......................................................21
3.1.5 Synchrones Pumpen..............................................................23
3.1.6 Hybride Modenkoppel-Techniken........................................26
3.1.7
3.1.8 Feedback
3.1.9 Optische Kompressionstechniken.........................................28
3.2 Ausbreitungseigenschaften von ultrakurzen Impulsen.................32
3.3 Nichtlineare optische Effekte........................................................35
3.3.1 Frequenzverdopplung............................................................39
3.3.2 Frequenzverdreifachung........................................................41
3.3.3 Selbstfokussierung................................................................43
3.3.4 Selbstphasenmodulation........................................................44
3.3.5 Vierwellen-Mi sehen..............................................................45
3.3.6 Raman-induzierter Kerreffekt...............................................47
3.3.7 Mehrfotonenprozesse............................................................48
3.4 Techniken zur Messung von Femtosekundenereignissen.............50
3.4.1 Anrege- und Nachweistechniken..........................................50
3.4.2 Anrege-Entleere-Nachweistechnik........................................52
3.4.3
3.4.4 Z-Scan-Methode....................................................................54
3.4.5
3.4.6 Kontinuierlich arbeitende Lasersysteme...............................57
3.4.7 Lichtauswertetechniken in zeitaufgelösten Messungen........58
4 Klassifizierung von Femtosekundenlasern.......................................61
5 Ultrakurzzeitlasertypen.....................................................................63
5.1 Festkörperlaser..............................................................................66
5.1.1 Der Titan-Saphir-Laser.........................................................66
5.1.2 DerNdiYAG-Laser...............................................................74
5.1.3 Der Rubinlaser......................................................................76
5.1.4 Der CnLiSAF-Laser..............................................................78
5.1.5 Der CnYAG-Laser................................................................78
5.1.6 Der CnForsterit-Laser...........................................................79
5.1.7 Der Pr:YLF-Laser.................................................................80
5.1.8 Modengekoppelte Faserlaser.................................................80
5.2 Gaslaser.........................................................................................83
5.3 Flüssigkeitslaser............................................................................87
5.3.1 Der Farbstofflaser..................................................................87
5.3.2
5.4 Der Freie-Elektronen-Laser..........................................................92
6 Charakterisierung von Fenitosekundenpulsen................................95
6.1 Pulsspektrum.................................................................................95
6.2 Messung der Pulsdauer.................................................................96
6.2.1 Autokorrelation.....................................................................97
6.2.2 Kreuzkorrelation.................................................................103
6.2.3
6.2.4 Die Streakkamera................................................................105
7 Femtosekundenoptiken und
7.1 Femtosekundenoptiken...............................................................109
7.1.1 Spiegel.................................................................................110
7.1.2 Interferenzfilter...................................................................110
7.1.3 Das Lyot-Filter....................................................................111
7.1.4 Das
7.1.5 Brewster-Polarisatoren........................................................112
7.1.6
7.1.7 Pellin-Broca-Prisma............................................................114
7.1.8 Die Keramikapertur.............................................................114
7.1.9 Die Dünnschichtpolarisatoren.............................................114
7.1.10 Die Pockelszelle..................................................................114
7.1.11 DieKerrzelle.......................................................................115
7.1.12 Der Faraday-Modulator.......................................................116
7.1.13 Akustooptischer Modulator.................................................116
7.1.14 Nichtlineare Optik...............................................................117
7.1.15
7.2 Femtosekundeninstrumente........................................................119
7.2.1 Verstärkersysteme...............................................................120
7.2.2 Optisch parametrischer Oszillator/Verstärker.....................127
7.2.3 Strecker und Kompressor....................................................129
7.2.4 Der
7.2.5 Monochromatoren...............................................................131
7.2.6 Mikroskope.........................................................................132
7.2.7 Fabry-Perot-Interferometer.................................................134
7.2.8 Gires-Tournois-Interferometer............................................135
7.2.9 Michelson-Interferometer....................................................136
7.2.10Femtosekunden Sagnac
8 Anwendungen von Femtosekundenlasern......................................139
8.1 Femtowissenschaft......................................................................139
8.2 Femtochemie...............................................................................141
8.3 Femtobiologie.............................................................................169
8.4 Attophysik...................................................................................179
8.5 Medizin.......................................................................................184
8.6 Pharmazie....................................................................................191
8.7 Spektroskopie..............................................................................192
8.8 Materialforschung.......................................................................197
8.9 Verbrennungsforschung..............................................................199
S.lOTelekommunikationstechnik.......................................................200
8.11 Nanotechnologie.........................................................................207
8.12 Umwelttechnik und Meterologie................................................210
8.13 Kalter Abtrag von Korrosionen...................................................212
8.14 Messtechnik................................................................................213
8.15 Optoelektronik............................................................................214
8.16 Datenverarbeitung.......................................................................217
8.17Femtonik.....................................................................................219
S.lSClusterphysik..............................................................................220
8.19 Oberflächen-und Grenzflächenphysik.......................................222
8.20 Plasmaphysik..............................................................................224
9 Ausgewählte Beispiele......................................................................227
10 Ausblick.............................................................................................239
Literatur.................................................................................................241
Glossar....................................................................................................247
Sachverzeichnis......................................................................................263
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