Vorlesung - Laserphysik

Zeit und Ort

Beginn: Donnerstag, 8. Oktober 2018

Zeit: Donnerstag, 14:00 - 15:30 Uhr
Raum: MD 349 (Campus Duisburg )

Projekt

Zeit: Dienstag, 16:00 - 18:00 Uhr
Raum: MD 349

Termine können nach Absprache geändert werden

Gelegenheit zu fragen etc.

Büro AT: MG 150, Campus DU

Lernziele der Vorlesung
 

1. Verständnis der physikalischen Grundlagen

2. Erkennen der Querverbindungen und Zusammenhänge mit anderen physikalischen Gebieten

  • (Quantentheorie, Elektrodynamik, Optik, Festkörper- und Halbleiterphysik,...)

3. Überblick über die wichtigsten Typen von Lasern

 

Inhalt und Gliederung der Vorlesung

§ 1 Einführung

§ 2 Grundzüge der Wechselwirkung von Licht mit Materie

(Elementare Strahlungsphysik)

2.1 Qualitative Einleitung (Absorption, spontane u. stimulierte Emission)
2.2 Bilanzgleichungen für Zwei-Niveau-System
2.3 Spontane Emission
2.4 Die Zustandsdichte des Strahlungsfelds
2.5 Plancksches Strahlungsgesetz
2.6 Einstein-Beziehungen und Einstein-Koeffizienten
2.7 Zusammenhang zwischen spontaner und stimulierter Emission
2.8 Profil der Spektrallinien
2.9 Sättigung eines Laserübergangs
2.10 3- und 4-Niveau-Systeme
2.11 Verstärkte spontane Emission (ASE)

§ 3 Optische Resonatoren und Ausbreitung von Laserstrahlen

3.1 Überblick
3.2 Geometrisch-optische Betrachtung
3.3 Beugungstheorie in der paraxialen Näherung
3.4 Gaußsche Strahlen
3.5 Gaussche/Hermite-Gaußsche-Strahlen in einem Resonator
3.6 Instabile Resonatoren

§ 4 Laser-Oszillator

4.1 Überblick
4.2 Ratengleichungen
4.3 CW-Oszillator
4.4 Übegangsprozesse in einem Oszillator
4.5 Modenkopplung

§ 5 Überblick über wichtige Laser-Typen

5.1 Rubin-Laser
5.2 Neodym-YAG und andere Nd-Laser
5.3 Titan Saphir-Laser
5.4 Farbstoff-Laser
5.5 Gas-Laser
5.6 Halbleiter-Laser
5.7 Freie-Elektronen-Laser
 

Literatur zur Vorlesung

  • O. Svelto: Principles of Lasers
    (Plenum Press, New York, 1989)
     
  • A. E. Siegmann: Lasers
    (University Press, Oxford 1986)
     
  • P. W. Milonni und J. H. Eberly: Lasers
    (John Wiley, New York 1988)
     
  • F. K. Kneubühl und M. W. Sigrist: Laser - deutsch -
    (Teubner, Stuttgart 1988)
     
  • J. Hecht: The Laser Guidebook
    (McGraw-Hill Inc., New York 1992), (2. Auflage)
     
  • A. Yariv: Quantum Electronics (Kapitel 5 bis 13)
     

zu Spezialthemen:

  • W. Koechner: Solid State Laser Engineering
    (Springer, Berling 1988)
    Sign.: UGD 1324 (2)
     
  • F. P. Schäfer (Hrsg.): Dye Lasers
    (Springer, Berlin 1990), (3. Auflage)
    Sign.: UGC 1002
     
  • E. Sutter, P. Schreiber und G. Ott: Handbuch Laser-Strahlenschutz
    (Springer, Berlin 1989)
    Sign.: UGD 1722
     
  • G. P. Agrawal and N. K. Dutta: Semiconductor Lasers
    (Van Norstrand Reinhold, New York 1993)
    Sign.: UGA 2668 (2)

Material zur Vorlesung

Research funded by:

Quastbold

Crc1242

20181115logo Exc2033 Transp

 Dfg Logo Blau