Quantenelektronik V» ' Eine Einführung in die Physik des Lasers. von W. Brunner / W. Radioff / K. Junge

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1 . Quantenelektronik Eine Einführung in die Physik des Lasers von W. Brunner / W. Radioff / K. Junge % - V» ' m VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften Berlin 1975

2 Inhaltsverzeichnis Einleitung Grundlagen der Strahlungstheorie Einführung Die Einsteinschen Übergangswahrscheinlichkeiten Wechselwirkung zwischen Atom und Strahlungsfeld Semiklassische Berechnung der induzierten Emission 20 1.З.2.* Quantenelektrodynamische Behandlung * Die Streuung der elektrischen Feldstärke nach der induzierten Emission Das Prinzip топ Maser und Laser Der Maser Der NHj-Maser Der H-Maser Der Festkörpermaser Andere Pumpverfahren Besondere Masertypen Der Nullfeldmaser Der optisch gepumpte Maser Die Anwendungen des Masers Der Lager Einführung Der Kesonator im optischen Bereich Die Eigenschwingungen des Laserresonators in heuristischer Betrachtung Die Eigenschwingungen des Laserresonators bei Berücksichtigung der Beugung Verschiedene Resonatorformen 81

3 8 Inhaltsverzeichnis Selektion einzelner Resonatormoden Der Pestkörperlaser Allgemeine Grundlagen Das Prinzip des Festkörperlasers Schwellenleistung Pumplichtquellen und Anordnungen Die Strahlungseigenschaften des Festkörperlasers Der Rubin-Laser Л Der Neodym-Laser Andere Festkörperlaser Der Gaslaser Allgemeine Grundlagen Das Prinzip des Gaslasers Die Strahlungseigenschaften des Gaslasers Der He-Ne-Laser Der Argon-Laser DerC0 2 -Laser Der He-Cd-Laser Weitere Gaslaser Der Injektionslaser Das Bändermodell des Festkörpers Diep-n-Diode Die Schwellenbedingung für den Injektionslaser Die Eigenschaften des Injektionslasers Der Farbstofflaser Der gütegesteuerte Laser Theoretische Grundlagen Methoden der Güteschaltung Ultrakurze Lichtimpulse Grundlagen Aktive Phasensynchronisierung Passive Phasensynchronisierung Messung von ultrakurzen Lichtimpulsen Eigenschaften der Laserstrahlung Einführung Zur Kohärenz des Laserlichts Beschreibung der Kohärenz im klassischen Sinne Die Kohärenzbereiche einer natürlichen Lichtquelle und eines Lasers Der Entartungsparameter des Strahlungsfeldes Die quasithermische Lichtquelle Interferenz unabhängiger Lichtstrahlen * Erweiterung des klassischen Kohärenzbegriffes Die Intensitätskorrelationen des Lasers 189

4 Inhaltsverzeichnis 9 6. Theorie des Lasers Beschreibung des Lasers mit Bilanzgleichungen Die semiklassische Theorie des Lasers * Quantentheoretische Behandlung des Lasers.' Ableitung und Lösung der Grundgleichungen Berechnung der Linienbreite Die Intensitätsfluktuationen der Strahlung Andere Theorien Mchtlineare Optik Einführung Die Polarisation Grundgleichungen Harmonischen-Erzeugung Optische parametrische Fluoreszenz, Verstärkung und Oszillation Grundgleichungen Die Abstimmbarkeit bei parametrischen Prozessen Die optische parametrische Fluoreszenz Der optische parametrische Verstärker Der optische parametrische Oszillator Weitere nichtlineare Effekte 2. Ordnung Nichtlineare Effekte 3. Ordnung Überblick Stimulierte Raman-Streuung Stimulierte Brillouin-Streuung Selbstfokussierung von Licht Anwendungen des Lasers Einführung Optische Nachrichtenübertragung Einleitung Übertragungsmedien Lichtquellen und Empfänger Modulation, Demodulation und Rauschen Übertragungssysteme Materialbearbeitung Einleitung Grundlagen Laser für die Materialbearbeitung Einige Anwendungsbeispiele Anwendungen frequenzstabiler Laser Ursachen für Instabilitäten der Laserfrequenz Methoden der Frequenzstabilisierung 314

5 10 Inhaltsverzeichnis Metrologie Hochauflösende Spektroskopie Isotopentrennung mit Laserlicht Holographie Einleitung Grundlagen Hologrammtypen Einige Anwendungsmöglichkeiten der Holographie Lichtquellen für die Holographie Weitere Anwendungen 336 Literaturverzeichnis.... -ч 340 Sachverzeichnis 346