By Jürgen Eichler, Hans-Joachim Eichler

Diese grundlegende Einführung in die Physik und Technik der Laser informiert über

- Funktion, Bauformen und Emissionseigenschaften der Laser,

- Lasertypen, optische Komponenten und Strahlführung,

- Anwendungen in Materialbearbeitung, Medizin und Messtechnik.

Die eight. Auflage dieses etablierten Lehrbuchs berücksichtigt neueste Entwicklungen: Hochleistungsdioden- und Festkörperlaser für ultraviolette, sichtbare und infrarote Strahlung, Faserlaser zur Erzeugung ultrakurzer Lichtimpulse und Röntgenstrahlung aus Freie-Elektronen-Lasern, sowie Anwendungen in der Laserchirurgie, medizinischen Diagnostik und Biophotonik.

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Die Quasi-Fermi-Energien Fc und Fv befinden sich innerhalb des Leitungs- bzw. Valenzbandes. Beispielweise gibt Fc an, bis zu welcher Energie das Leitungsband bei T D 0 K besetzt ist. Ohne Ladungsträgerinjektion fallen die Fermi-Energien Fc und Fv zusammen und das gemeinsame Fermi-Niveau F liegt für undotierte Halbleiter in der Mitte der Bandlücke. 17 zeigt die Ladungsträgerverteilung eines Halbleiters im Quasi-Gleichgewicht. E Fc /=kT /C1/, die Fermi-Verteilung 24 1 Licht, Atome, Moleküle, Festkörper mit der Fermi-Energie Fc gegeben.

B. auch mit der Konzentration einer Farbstofflösung. Der Wirkungsquerschnitt 12 kann durch den Einstein-Koeffizienten für Absorption B12 ausgedrückt werden, falls natürliche Linienbreite, siehe Abschn. 2 Spontane Emission Es erhebt sich nun die Frage, was mit den Atomen in angeregten Zuständen geschieht. Diese zerfallen nach einer gewissen Zeit wieder in den Grundzustand (Abb. 2). Die dabei freiwerdende Energie kann als Lichtquant abgestrahlt werden; allerdings nicht in Ausbreitungsrichtung der einfallenden Welle, sondern in eine beliebige Raumrichtung, so 30 2 Absorption und Emission von Licht Tab.

5 Inversionserzeugung und -abbau 37 fD beträgt z. B. 1,5 GHz für einen He-Ne-Laser und ist damit wesentlich größer als die natürliche Linienbreite fn und die Stoßverbreiterung fS . Bei gleicher Halbwertsbreite fällt das Gauß-Profil steiler mit der Frequenz ab als die Lorentz-Kurve (Abb. 3). 4 Weitere Verbreiterungsmechanismen Für Glaslaser ist die inhomogene Verbreiterung durch örtlich inhomogene Kristallfelder von Bedeutung (Tab. 2), die unterschiedlich auf eingebaute laseraktive Atome (z. B.

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