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Laser Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation.

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Präsentation zum Thema: "Laser Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation."—  Präsentation transkript:

1 Laser Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation

2 Inhalt Allgemein Allgemein Geschichte Geschichte Physikalische Grundlagen Physikalische Grundlagen Eigenschaften Eigenschaften Rubinlaser Rubinlaser Lasertypen Lasertypen Anwendung Anwendung Laserklassifizierung Laserklassifizierung

3 Allgemein Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation Strahlungsquellen durch stimulierte Emission Strahlungsquellen durch stimulierte Emission

4 Geschichte 1916 Albert Einstein: stimulierte Emission als Umkehrung der Absorption 1916 Albert Einstein: stimulierte Emission als Umkehrung der Absorption 1928 Rudolf Landenburg: experimenteller Nachweis 1928 Rudolf Landenburg: experimenteller Nachweis 1954 Charles Townes: erster Maser 1954 Charles Townes: erster Maser 1960 Theodore Maiman: erster Rubinlaser 1960 Theodore Maiman: erster Rubinlaser ->Gaslaser, Farblaser (flüssiges Medium) 1980er: Ultrakurzpulsarlaser 1980er: Ultrakurzpulsarlaser Anfang 21. Jahrhundert: nichtlineare Effekte um Attosekundenpulse im Röntgenbereich zu erzeugen. Anfang 21. Jahrhundert: nichtlineare Effekte um Attosekundenpulse im Röntgenbereich zu erzeugen.

5 Physikalische Grundlagen Absorption durch optisches Pumpen Absorption durch optisches Pumpen Spontane Emission Spontane Emission Stimulierte Emission Stimulierte Emission

6 Eigenschaften von Lasern Kohärenz Kohärenz Polarisation Polarisation Frequenz, Wellenlänge Frequenz, Wellenlänge

7 Kohärenz fast phasensynchron fast phasensynchron fast phasengleich fast phasengleich

8 Polarisation meistens linear meistens linear bei Metallschneiden: zirkular polarisiert (durch phasendrehende Verzögerungsplatten) bei Metallschneiden: zirkular polarisiert (durch phasendrehende Verzögerungsplatten)

9 Frequenz, Wellenlänge Bestimmt durch Bestimmt durch Medium Medium Dessen geeignete Energieübergänge Dessen geeignete Energieübergänge Frequenz bleibt bei gleichem Medium gleich Frequenz bleibt bei gleichem Medium gleich Monochromasie Monochromasie

10 Geschichte des Rubinlaser 1958 Charles Townes(1964) Arthur Schwalow(1981) mathematische Diskussion über vom Maser zum Laser 1958 Charles Townes(1964) Arthur Schwalow(1981) mathematische Diskussion über vom Maser zum Laser 16. Mai 1960 von Theodore H. Maiman (keinen Nobelpreis) 16. Mai 1960 von Theodore H. Maiman (keinen Nobelpreis)

11 Aufbau des Rubinlasers Al 2 O 3 dotiert mit Chromionen (0,03%-0,05%) Al 2 O 3 dotiert mit Chromionen (0,03%-0,05%)

12 Übergänge des Rubinlasers Elektronen des Chromion werden angehoben Elektronen des Chromion werden angehoben Besetzungsinversion Besetzungsinversion Dublettniveau =>Doppellinie Dublettniveau =>Doppellinie

13 Lasertypen Gaslaser Gaslaser Farbstofflaser Farbstofflaser Festkörperlaser Festkörperlaser Farbzentrenlaser Farbzentrenlaser Halbleiterlaser Halbleiterlaser Freie-Elektronen-Laser (FEL) Freie-Elektronen-Laser (FEL)

14 Anwendung von Lasern Materialverarbeitung Materialverarbeitung Steuerungstechnik Steuerungstechnik Medizin Medizin Messtechnik Messtechnik Wissenschaft Wissenschaft Hologarfie Hologarfie Datentechnik Datentechnik Mikro-Fotolithographie Mikro-Fotolithographie Militärtechnik Militärtechnik Unterhaltung bzw. Medien Unterhaltung bzw. Medien

15 Klassifizierung nach EN Kla sse Leistun g Wellenläng e Beschreibung 1< 25 µW n m Die zugängliche Laserstrahlung ist ungefährlich. (CD-Player; CD-/DVD-Brenner mit geschlossenem Gehäuse) 1M< 25 µW 302, nm Die zugängliche Laserstrahlung ist ungefährlich, solange keine optischen Instrumente, wie Lupen oder Ferngläser verwendet werden. 2 1 mW n m Die zugängliche Laserstrahlung liegt nur im sichtbaren Spektralbereich (400 nm bis 700 nm). Sie ist bei kurzzeitiger Bestrahlungsdauer (bis 0,25 s) auch für das Auge ungefährlich. Eine längere Bestrahlung wird durch den natürlichen Lidschlussreflex verhindert. (*)Spektralbereich 2M 1 mW n m Wie Klasse 2, solange keine optischen Instrumente, wie Lupen oder Ferngläser, verwendet werden. (*) 3R 1 bis 5 mW 302,5 nm nm Die zugängliche Laserstrahlung ist gefährlich für das Auge. 3B 5 bis 500 mW 302, nm Die zugängliche Laserstrahlung ist gefährlich für das Auge und in besonderen Fällen auch für die Haut. Diffuses Streulicht ist in der Regel ungefährlich. (Laser von CD-/DVD-Brennern; Laserstrahlung allerdings nicht direkt zugänglich) 4 > 500mW 302, nm Die zugängliche Laserstrahlung ist sehr gefährlich für das Auge und gefährlich für die Haut. Auch diffus gestreute Strahlung kann gefährlich sein. Beim Einsatz dieser Laserstrahlung besteht Brand- oder Explosionsgefahr. (Materialbearbeitung, Forschungslaser)Explosionsgefahr

16 Fragen?


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