Editing Synchrotron- und Laserstrahlung (section)

===Einige Lasertypen===
[[Datei:17.5.edelgasionenlaser.png|miniatur|zentriert|hochkant=3|{{FB|Edelgasionenlaser}} z. B. Ar<sup>+</sup>- Laser]]

[[Datei:17.6.excimerlaser.png|miniatur|zentriert|hochkant=3|{{FB|Excimerlaser}} z. B. XeCl

gepulst, UV 351 - 353 nm
1 - 2 bar He Puffergas, 1 - 10% Xe,
0,2 % HCl, Pulslängen 5 - 15 ns,
Repetitionsrate ~ 100 Hz -  1 kHz
Impulsenergie ~ J Puls-Leistung
1J/10 ns = 100 MW
(Dauerleistung ~ 1 - 100 W)]]


[[Datei:17.7.NdYAG-Laser.png|miniatur|zentriert|hochkant=3|{{FB|Nd:YAG-Laser}} Yttriumaluminiumgranulat <math>Y_2Al_5O_{12}</math> +0,7% Nd: <math>Nd^{3+} 4d^{10} 4f^{3} 5s^2 5p^6</math>
4f-Schale durch ss, sp abgeschirmt,
Kristallfeldenfluß
deshalb relativ gering
]]



[[Datei:17.8.Farbstofflaser.png|miniatur|zentriert|hochkant=3|Farbstofflaser]]

[[Datei:17.9.einmodenlaser.png|miniatur|zentriert|hochkant=3|Einmodenlaser]]

Resonator <math>L=m\frac{\lambda }{2}</math>, 
<math>\lambda =\frac{2L}{m},\nu =\frac{c}{\lambda }=\frac{cm}{2L}</math>

(longitudinaler) Modenabstand 
<math>d\lambda =\frac{2L}{{{m}^{2}}},d\nu =\frac{c}{2L}\left( =\frac{c}{{{\lambda }^{2}}}d\lambda  \right)</math>

z.B.
<math>L=1\text{m}\to d\nu =\frac{3\cdot {{10}^{8}}\text{m/s}}{2\text{m}}=150\text{MHz}</math>

z.B.
<math>\lambda =500\text{nm}\quad d\lambda =\frac{{{\lambda }^{2}}}{c}d\nu =\frac{25\cdot {{10}^{-14}}{{\text{m}}^{\text{2}}}}{3\cdot {{10}^{8}}\text{m/s}}1,5\cdot {{10}^{8}}\text{/s}=1,25\cdot {{10}^{-13}}\text{m}=0,125\text{pm}=1,25\cdot {{10}^{-3}} \AA</math>
 


[[Datei:17.10.pumplicht.png|miniatur|zentriert|hochkant=3]]


[[Datei:17.11.verstaerkungsprofil.png|miniatur|zentriert|hochkant=3]]
Verstärkerprofil z. B. Dopplerbreite, Druckverbreiterung, Stöße

Dopplerbreite 
<math>\frac{\Delta {{\nu }_{D}}}{\nu }=\frac{\Delta {{\lambda }_{D}}}{\lambda }=\frac{v}{c},\quad \frac{v}{c}=\frac{\sqrt{3kT}}{m{{c}^{2}}}\approx {{10}^{-6}}</math>


[[Datei:17.12.verbreiterung.png]]

z. B. 
<math>\lambda =500\text{nm}</math>
bzw. 
<math>\nu =c/\lambda =\frac{3\cdot {{10}^{8}}}{5\cdot {{10}^{-7}}}\text{Hz}=6\cdot {{10}^{14}}\text{Hz}</math>
:<math>\begin{align}
  & \Delta {{\lambda }_{D}}=0,5\text{pm} \\ 
 & \Delta {{\nu }_{D}}=600\text{MHz} \\ 
\end{align}</math>


Exp. Beispiele: 
*HeNe <math>\Delta {{\nu }_{D}}=1500 MHz</math>
*Ar+ <math>\Delta {{\nu }_{D}}=8000 MHz</math>
*Farbstoff <math>\Delta {{\nu }_{D}}= 103 GHz</math> (starke Stoßverbreiterung)

Einmodenlaser: Stufenweise Einschränkung durch verschiedene optische
Filter (Lyot, {{FB|Etalons}})

Exp. Anforderungen bei gewünschter Linienbreite <math>\text{d}{{\nu }_{Laser}}\approx 1\text{MHz}</math>
z. B. <math>\lambda =500\text{nm }\to \nu =6\cdot {{10}^{14}}\text{Hz}\quad \text{d}{{\nu }_{Laser}}/\nu =1,6\cdot {{10}^{-9}}</math>

d. h. Resonatorstabilität <math>dL/L \approx 10^{-9}</math>(bei <math>L = 1 m dL \sim 1</math> nm)

z. B. Temperaturstabilität: d<math>dL/L=\alpha dT\to dT\le {{10}^{-3}}K</math>, mit <math>\alpha </math> Invar z.B. <math>10^{-6}</math>K

Druckabhängigkeit: statt L eigentlich <math>\to n\cdot L</math>, n Brechungsindex
der Luft
<math>n = n(p) \approx 1,0003...</math> für <math>p = p_0 = 1 bar</math>


<math>dL/L\text{ }=\text{ }(n-1)\text{ }dp/{{p}_{0}}\text{ }=3\cdot {{10}^{-4}}dp/{{p}_{0}}\text{ }\to dp\text{ }\le \text{ }3\cdot {{10}^{\text{-6}}}\text{ bar=}3\cdot {{10}^{-3}}\text{ mbar}</math>