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physik artikel (Interpretation und charakterisierung)

Schall

Atomare laser:


1. Atom
2. Motor



a) He-Ne-Laser: Der Helium-Neon-Laser ist der am häufigsten verwendete und der wirtschaftlichste Laser. Die Leistung kommerzieller Typen reicht von unterhalb 1mW bis zu einigen 10mW und ist damit relativ gering, reicht aber für viele Anwendungen (zum Vergleich: die Lichtleistung einer 60W-Glühbirne beträgt etwa 1 Watt; die Intensität, d.h. die Helligkeit einer bestrahlten Fläche, eines 1mW-Lasers mit einem Strahldurchmesser von etwa 1mm, ist aber um viele Zehnerpotenzen höher, da der Laser nur auf einen Punkt zielt, während die Glühbirne in alle Richtungen strahlt). Der He-Ne-Laser strahlt rotes Licht, es gibt aber auch Versionen in den Farben orange, gelb und grün und welche im infraroten Bereich. Letztere werden aber zunehmend durch Diodenlaser verdrängt. Die Wellenlänge des He-Ne-Lasers liegt zwischen 3391nm (infrarot) und 543nm (grün).
Im Kollegium Kalksburg wird ein rot strahlender He-Ne-Laser mit einer Wellenlänge von ca. 633nm verwendet.

b) Metalldampflaser: Eine höhere Leistung als die He-Ne-Laser besitzen die neutralen Metalldampflaser. Die wichtigsten Vertreter sind der Kupfer- und der Golddampf-Laser. Die Wellenlängen liegen im gelben und grünen (Cu) sowie im roten und ultravioletten (Au) Bereich. Die Leistungen gehen bis in den 10W-Bereich. Beide Laser haben einen hohen Wirkungsgrad (bis 1% für Cu) sowie eine Arbeitstemperatur um 1500°C, bei der geringe Mengen des Metalls verdampfen. Sobald dies geschieht, wird ein Edelgas unter geringem Druck zugesetzt und eine gepulste Gasentladung gezündet. Durch die Elektronen der elektrischen Entladung werden die Metallatome angeregt, so daß sie Laserstrahlung emittieren können. Die Pulsfolgefrequenz von einigen kHz kann so hoch sein, daß ein kontinuierlicher Eindruck entsteht. Kontinuierlicher Betrieb (Dauerstrichbetrieb) ist wegen der langen Lebensdauer des unteren Laserniveaus nicht möglich.
Eigenschaften von kommerziellen Cu- und Au-Lasern:

Einheit Cu-Laser Au-Laser
Wellenlänge Nanometer (nm) 510,6 / 578,2 627,8
mittlere Leistung Watt (W) 60 10

Pulsenergie Millijoule (mJ) 10 2
Pulsdauer Nanosekunden (ns) 15.60 15.60

Spitzenleistung Kilowatt (kW) < 300 50
Pulsfrequenz Kilohertz (kHz) 5.15 6.10

Strahldurchmesser Millimeter (mm) 40 40
Strahldivergenz Radianten (rad) 0,6.10-3 0,6.10-3

 
 



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