Verfügbarkeit: Laser | Technische Universität München

Laser: Bauformen, Strahlführung, Anwendungen ; mit 63 Tabellen, 158 Aufgaben und vollständigen Lösungswegen

Gespeichert in:

Bibliographische Detailangaben
Beteiligte Personen:	Eichler, Jürgen 1942- (VerfasserIn), Eichler, Hans-Joachim 1940- (VerfasserIn)
Format:	Buch
Sprache:	Deutsch
Veröffentlicht:	Berlin [u.a.] Springer 2002
Ausgabe:	4., aktualisierte und neu bearb. Aufl.
Schlagwörter:	Laser Lasertechnologie Lehrbuch
Links:	http://bvbr.bib-bvb.de:8991/F?func=service&doc_library=BVB01&local_base=BVB01&doc_number=009397204&sequence=000001&line_number=0001&func_code=DB_RECORDS&service_type=MEDIA
Umfang:	XI, 446 S. Ill., graph. Darst.
ISBN:	3540419179

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adam_text	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¨ 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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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Bestandsangaben von Teilbibliothek Stammgelände
Signatur:	0002 PHY 372f 08.2001 A 236 Lageplan
Exemplar 1	Ausleihbar Ausgeliehen – Rückgabe bis: 31.12.9999

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Bestandsangaben von Bibliotheksmagazin
Signatur:	0701 0017 A 2088 Lageplan
Exemplar 1	Ausleihbar Am Standort