Folien (1. Vorlesung)

Laserphysik
LASER: Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation
(Lichtverstärkung durch stimulierte Emission von Strahlung)
Meilensteine:
• Grundlagen der stimulierten Emission: Einstein 1917
• erste Demonstration des Lasers: Maiman, Collins et al. 1960
• seit 1960: Entwicklung einer Vielzahl von Lasern für Forschung
und technologische Anwendungen
• durch Laser erschlossene Gebiete der Physik:
nichtlineare Optik, Quantenoptik, Ultrakurzzeitphysik
© T. Elsaesser, M. Woerner, Max-Born-Institut Berlin
Licht aus Lasern
mit Lasern zugänglicher Spektralbereich
(Mikrowellenbereich: MASER)
Licht aus Lasern:
Zugänglicher Spektralbereich:
Spektrale Breite:
Kohärenzlänge:
Divergenz:
Intensität:
Zeitstruktur:
Wellenlänge λ=10-10 - 10-3 m
∆ν = 0.5 - 5× 1014 Hz
lcoh=10-7 - 105 m
mrad
bis zu ~1020 W/cm2 (fokussiert)
kontinuierlich (cw) - 10-15 fs
Laser in Forschung undTechnik
• Erzeugung und Charakterisierung von Licht mit maßgeschneiderten
Eigenschaften, Laser als universelle Lichtquelle
• Grundlagenforschung mit optischen Methoden:
Spektroskopie in Frequenz- und Zeitdomäne, Strukturforschung mit
kurzwelligem Licht, Licht-Materiewechselwirkung unter extremen
Bedingungen (Feldstärke, Zeitstruktur), Materialsynthese.
• Optische Informationstechnologien: Datenspeicherung,
Telekommunikation, Bildverarbeitung.
• Medizin: Bildgebende Verfahren, Diagnose, Operationswerkzeug
• Optische Sensorik.
• Materialbearbeitung und industrielle Fertigung.
• .......
Der Laser
Lichtoszillator durch
• Lichtverstärkung in aktivem Medium
• Optische Rückkopplung durch
Resonator (Randbedingungen für
elektrisches Feld der Lichtwelle)
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