Experimentelle Untersuchungen zur optischen Kopplung von Resonatoren für eine effiziente Frequenzverdopplung:
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| Format: | Abschlussarbeit Buch |
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2012
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INHALTSVERZEICHNIS
1 EINLEITUNG 1
2 PHYSIKALISCHE GRUNDLAGEN 3
2.1 LASERDIODE 3
2.1.1 LASEROSZILLATION 3
2.1.2 P - N - UE B E R G A N G 4
2.1.3 LASEREMISSION IN HALBLEITERN 5
2.1.4 MULTISTREIFENLASER 7
2.1.5 TRAPEZLASER 9
2.2 SPEKTRAL SCHMALBANDIGE EMISSION VON DIODENLASERN 10
2.2.1 DIODENLASER MIT WELLENLAENGENSELEKTIVEM EXTERNEN RESONATOR . . . 11
2.3 RESONATORMODEN 13
2.3.1 LONGITUDINALE RESONATORMODEN 13
2.3.2 TRANSVERSALE RESONATORMODEN U N D GAUSSSTRAHL 14
2.4 FREQUENZVERDOPPLUNG 17
2.4.1 NICHTLINEARE POLARISATION 17
2.4.2 QUASI-PHASENANPASSUNG 18
2.4.3 PERIODISCH GEPOLTER LITHIUMNIOBAT-KRISTALL 20
2.4.4 WELLENLAENGEN- U N D TEMPERATURAKZEPTANZ 21
2.4.5 FREQUENZKONVERSION VON GAUSSSCHEN STRAHLEN 22
3 OPTISCHE KOPPLUNG VON RINGRESONATOREN 2 5
3.1 RESONATOREN ZUR EFFIZIENTEN FREQUENZVERDOPPLUNG 25
3.2 DESIGNKRITERIEN FUER EINEN VERDOPPLUNGSRESONATOR 27
3.2.1 TRANSVERSALE MODENANPASSUNG 28
3.2.2 IMPEDANZANPASSUNG 29
3.2.3 LONGITUDINALE MODENANPASSUNG 30
3.3 OPTISCHE KOPPLUNG VON LASER- U N D VERDOPPLUNGSRESONATOR IN
RINGGEOMETRIE 32 3.4 EINFLUSS DER STAERKE DER OPTISCHEN RUECKKOPPLUNG AUF
DIE LASERDIODENEMISSION 33 3.5 EINFREQUENZOSZILLATION DER GEKOPPELTEN
RINGRESONATOREN 35
4 FREQUENZVERDOPPLUNG IM MINIATURISIERTEN RINGRESONATOR 3 9
4.1 ENTWURF UND AUFBAU DES MINIATURISIERTEN RINGRESONATORS 39
4.2 OPTISCHES DESIGN DES RINGRESONATORS 41
V
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IMAGE 2
4.3 REFLEKTIVITAETEN DER RINGRESONATORSPIEGEL 43
4.4 LEISTUNGSUEBERHOEHUNG IM RINGRESONATOR 45
5 CHARAKTERISIERUNG DER OPTISCHEN KOMPONENTEN 4 9
5.1 MULTISTREIFENVERSTAERKER 49
5.1.1 EPITAKTISCHER AUFBAU UND LATERALE STRUKTURIERUNG 49
5.1.2 SPONTANEMISSION 49
5.1.3 EMISSIONSEIGENSCHAFTEN IM EXTERNEN GITTERRESONATOR 50
5.2 TRAPEZVERSTAERKER 52
5.2.1 EPITAKTISCHER AUFBAU 52
5.2.2 SPONTANEMISSION 53
5.2.3 EMISSIONSEIGENSCHAFTEN IM EXTERNEN GITTERRESONATOR 53
5.2.4 VERSTAERKUNG 56
5.2.5 ASTIGMATISMUS 58
5.3 PERIODISCH GEPOLTER LITHIUMNIOBAT-KRISTALL 59
5.3.1 THEORETISCHE EIGENSCHAFTEN 60
5.3.2 EXPERIMENTELL BESTIMMTE EIGENSCHAFTEN 60
5.4 MINIATURISIERTER RINGRESONATOR 64
5.4.1 LINEARE VERLUSTE 64
5.4.2 FREIER SPEKTRALBEREICH UND FINESSE 65
6 GEKOPPELTE RESONATOREN IN RINGGEOMETRIE 6 7
6.1 KOPPLUNG VON MULTISTREIFENVERSTAERKER U N D VERDOPPLUNGSRESONATOR . .
. . 67 6.1.1 EXPERIMENTELLER AUFBAU 68
6.1.2 GENERIERTE OBERWELLE UND OSZILLIERENDE GRUNDWELLE 69
6.2 KOPPLUNG VON TRAPEZVERSTAERKER U N D VERDOPPLUNGSRESONATOR 72
6.2.1 EXPERIMENTELLER AUFBAU 73
6.2.2 TRANSVERSALE MODENANPASSUNG IM LASERRESONATOR 74
6.2.3 RESONANZEIGENSCHAFTEN VON VERDOPPLUNGS- UND LASERRESONATOR . . 76
6.2.4 OSZILLIERENDE GRUNDWELLE U N D GENERIERTE OBERWELLE 77
6.2.5 DISKUSSION DER EXPERIMENTELLEN ERGEBNISSE DER KOPPLUNG VON LASER
UND VERDOPPLUNGSRESONATOR 79
6.2.6 DISKUSSION DER FREQUENZKONVERSION IM VERDOPPLUNGSRESONATOR . . 81
7 ZUSAMMENFASSUNG 8 3
ANHANG 8 7
LITERATURVERZEICHNIS 8 9
PUBLIKATIONEN 9 9
DANKSAGUNG 1 0 1
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