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FP Versuch O1 Rubinlaser
Standort:
IOAP (Arbeitsgruppe Prof. ???)
Inhalt:
Laser haben in den verschiedensten Gebieten, wie Nachrichtentechnik, Messtechnik, Materialbearbeitung und Medizin, starke Verbreitung gefunden. Die Grundlagen der Lasertechnik und Kenntnis der speziellen optischen Komponenten werden am Beispiel des Rubinlasers vermittelt sowie Anwendungen in der nichtlinearen Optik untersucht.
Rubin ist ein kristalliner Festkörper aus Saphir (Al2O3), in dem ein geringer Anteil der Aluminium-Ionen durch Chrom-Ionen ersetzt sind. Die Cr-Ionen können zur Aussendung von rotem Laserlicht (Wellenlänge 694 nm) angeregt werden, der Kristall wird dazu optisch gepumpt. Im Versuch befinden sich der Rubinkristall und zwei Blitzlampen in einem verspiegelten Laserkopf. Zum Laser gehört außerdem ein optischer Resonator, der durch zwei dielektrische Spiegel gebildet wird. Rubinlaser sind effiziente Pulslaser im sichtbaren Spektralbereich, sie werden beispielsweise für die Holografie eingesetzt.
Die Übungsteilnehmer sollen zunächst einen Rubinlaser aufbauen und justieren. Daran werden u.a. Untersuchungen zum zeitlichen Verlauf und zur Energie der Laserstrahlung vorgenommen. Weiterhin wird der Laser durch den Aufbau einer Güteschaltung so modifizert, dass sich kurze, intensive Lichtimpulse erzeugen lassen.
Lernziele bzw. Methoden:
• Kenntnis und Anwendung optischer Bauelemente,
• optische Resonatoren,
• optisches Pumpen,
• stimulierte Emission,
• Kristalloptik,
• nichtlineare Optik,
• Detektion von Laserstrahlung,
• elektronische Meßtechnik
Literatur:
L. Bergmann C. Schäfer: Lehrbuch der Experimentalphysik Bd. III Optik, W. de Gruyter, Berlin (1993)
F.K. Kneubühl, M.W. Sigrist: Laser, Teubner Studienbücher Physik, B.G. Teubner, Stuttgart 1989 (wird an die Teilnehmer ausgegeben)
H. Weber, G. Herziger: Laser, Grundlagen und Anwendungen, Physik Verlag
J. Eichler, H.J. Eichler Laser: Grundlagen, Systeme, Anwendungen, Springer-Verlag, Berlin 1991
R.W. Boyd: Nonlinear Optics, Academic Press, New York 1992
Y.R. Shen: Nonlinear Optics, Wiley & Sons, New York 1984