Laser -einfarbig-

Christoph Müller schrieb:
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Vom Funktionsprinzip her ist Laserlicht weder monochromatisch geschweige denn kohärent. Auch nicht hochintensiv oder zumindest gerichtet. Ein Laser ist ein Lichtverstärker. Klar, ein Verstärker ist der ideale Baustein für einen Oszillator. Aber es liegt am Hersteller, die Rückkopplung so zu gestalten, dass möglichst vieles auf der Wunschliste erfüllt wird.
Ionenlaser: Polychromatisch Farbstofflaser: Breitbandig Femtosekunden: weiss (sieht echt irre aus, wenn das durch ein Prisma aufgetrennt wird, Regenbogen mit Laserspecles.)
Laserlichtquellen brauchen auch nicht unbedingt einen Resonator. Viele Excimerlaser und Stickstofflaser funktionieren als Lichtquelle auch ohne irgendwelche Spiegel. Modenlose Breitbandlaser haben naheliegenderweise auch keine Kavität.

Am 17.07.2013 21:59, schrieb Rolf Bombach:
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Danke für die Info. Wieder was gelernt.

Am 17.07.2013 21:59, schrieb Rolf Bombach:
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Es wäre wohl am besen nur ein einziges Atom als Oszillator zu verwenden, da gäbe es dann nur eine einzige und schmalbandige Schwingung.
Diese dann mit nachgeschalteten -Verstärkern- weiterverarbeiten.
Frage: wenn ich Interferenzstreifen/Ringe haben, einen Halbleiter-Laser verwenden will, was bietet sich da an. rot, grün, blau, purpur...
Kurt

Kurt schrieb:
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Kann man so nicht sagen. Wer hält das Atom fest? Sonst hat man Ärger mit der Dopplerverschiebung, die mit der inhomogenen Verbreiterung dafür sorgt, dass im HeNe-Laser mehrere Moden anschwingen. Bei kurzer Fluoreszenzlebensdauer könnte die Fourier-Verbreiterung einen Strich durch die Rechnung machen. Vielleicht kriegst du auch Intensitätsprobleme mit nur einem Atom :-). Normalerweise konzipiert man die Kavität so, dass nur eine Mode anschwingt und stabilisiert dann die Frequenz. Selbstbau eines single-Mode HeNe ist für den geübten Bastler eigentlich keine Hexerei (er läuft nicht wirklich single mode, aber durch den Polarisator lässt man nur eine raus).
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Genau.
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Rot hat fast die doppelte Wellenlänge von violett, das entspannt die Situation etwas. Dort sind auch die Fotodioden empfindlicher. Tiefrot sieht man allerdings schlecht.
(Grmpf, was wir alles versuchen, damit es mit Laserlichtquellen keine Interferenz- ringe und keine Speckles gibt...)

Am 23.07.2013 22:10, schrieb Rolf Bombach:
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Naja, festhalten durch die Kopplung eines Valenzelektrons mit/an einem anderem Atom. Das beeinflusst zwar die Resonanzfrequenz, da aber diese ja nicht festgelegt spielt das keine Rolle. Jedenfalls könnte man so einen Monomodensender zusammenbasteln.
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Dürfte nur dann auftreten wenn der Resoanzkörper überlastet ist, denn dieser strahlt ja die eingebrachte Leistung wieder ab. Dadurch stabilisiert sich das ganze. Es müsste aber ein Atom sein das bei der gewünschten "Farbe" schwingt, denn erstmal fehlt die Resonanzstrecke, wäre aber auxch nicht notwendig. Die Polarisation sollte sich aus der Lage des Atoms ergeben.
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Ja, das riecht gut. Das heisst dass es mehrere Polarisationswinkel gibt.
Wie wärs mit einem Fabry-Perot?
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Ein "Rat" von mir :-) Einatomlaser.
Kurt
Das heisst also dass ich meinen Monomodenlaser, gebastelt mitner 2? "LED" nicht hinkriegen werde.
Schade.

Kurt schrieb:
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Jedenfalls nicht so einfach. Schon mit dem einen Atom hast du Ärger. Von Weitem gesehen hat Wasserstoff z.b. eine rote Linie. Wenn man genau hinsieht, sind das aber sieben Linien. Kommt alles von der Physik jenseits des unsäglichen Bohrschen Atommodells, SOC, Hyperfeinwechselwirkung etc. Und wenn du das Atom irgendwo festmachst, was normalerweise einer chemischen Bindung entspricht (Viel Spass mit Neon z.B.), hast du unvermeidbar zusätzliche vibratorische und rotatorische Zustände und damit unzählige Linien mehr. Klar, _dann_ brauchst du ein Etalon.
Und wenn du tatsächlich eine einzige scharfe Linie findest, ist die dann schmaler als der Modenabstand der Kavität. Diese müsstest du dann aktiv stabilisieren. Also wieder nix gespart.
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Krause Theorie. Wie willst du die Einsteinkoeffizienten überlisten? Sag doch erst mal, was du für ein Atom nehmen willst und wie du in einem zweizustands-System durchschnittliche Besetzungsinversion erreichen willst.
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Lage des Atoms, meinst du jetzt den Drehwinkel einer Kugel?
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In einem unpolarisierten Laser schwingen zwei aufeinanderfolgende Moden senkrecht zueinander. In einem kurzen HeNe schwingen eh nur 2-3 Moden, sodass man aufgeräumte Verhältnisse hat. Trennt man die mit dem Polarisator ab, lassen sich die beiden getrennt mit einer Photodiode erfassen. Notfalls zwei Objektträger unter Brewsterwinkel verwenden. Warten bis Laserrohr Betriebstemperatur hat, dann mit sorgfältig aufgeklebter Heizfolie noch ein paar Grad weiterheizen. Man sieht ja von Auge, wie die Moden weiterhopsen. Nicht dass das jeder Physiker, Fachrichtung Optik und Laser, jetzt wüsste ;-]. Anschliessend kann man mit PID-Regler die beiden Anteile konstant halten. Dann hat man auch gleich eine Intensitätsstabilisierung. Ist keine Hexerei, wird typischerweise von fachfremden Diplomanden erledigt, die noch einen Schein brauchen fürs Lehramt oder so. Kommerzielle Geräte arbeiten genauso. Die sind nur noch etwas aufwändiger, isotopenreines Neon und noch ein paar Magnete zur Stabilisierung der Entladung.
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Wozu? Die Laserkavität ist doch das Etalon. Ein zusätzliches braucht man nur, wenn die Verstärkungsbandbreite viel grösser als der Modenabstand ist. Passiert bei Druck/Stossverbreiterung und insbesondere grosser Dopplerverbreiterung (Temperatur) bei langen Gaslasern, sprich Argonionenlasern. Dort wird dann ein Etalon verwendet.
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Das wäre eben gerade das falscheste. Wir verwenden modenlose Breitbandlaser, sonstwie breitbandige Laser (Notfalls Nd:YLF), oder Arrays ungekoppelter Laserdioden. Letztere leider nicht ganz billig, aber funzt tadellos.
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BTW, ich hielte es für angemessen und hilfreich, wenn du dir erst mal den Demtröder reinziehen würdest.