Vorlesung Lasermedizin
Klausurfragen
Klausurfragen
Kartei Details
| Karten | 97 |
|---|---|
| Sprache | Deutsch |
| Kategorie | Technik |
| Stufe | Universität |
| Erstellt / Aktualisiert | 08.07.2013 / 21.07.2018 |
| Lizenzierung | Kein Urheberrechtsschutz (CC0) |
| Weblink |
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Erklären Sie Absorption, spontane und induzierte Emission.
Absorption: Photon trifft mit einer Energie von E=h*f auf ein Elektron --> wenn diese Energie des Photons genau der Energiedifferenz zwischen dem Energieniveau des Elektrons und einem höheren Energieniveau entspricht, wird die Energie des Photons vom Elektron absorbiert --> Elektron gelangt in ein höheres Energieniveau
spontane Emission: findet ohne äußere Einwirkung statt; Elektronen fallen nach der mittleren Lebensdauer des oberen Zustands automatissch wieder auf ein niedriges Niveau zurück --> Emission eines Photons (z. B. Fluoreszens)
induzierte Emission: wird durch ein anderes Photon induziert; wenn Photon auf Elektron im angeregten Zustand trifft und dessen Energie genau der Energiedifferenz zwischen dem angehobenen und einem niedrigerem Energieniveau entspricht, fällt Elektron auf niedrigen Zustand herunter --> gibt Photon ab; nur bei langer Lebensdauer des oberen Zustands und starkem Photonenfeld
Wann kann bevorzugt induzierte Emission auftreten?
1. Lange Lebensdauer des oberen Zusatnds
2. starkes Photonenfeld existiert
3. geringere Lebensdauer des unteren Zustands
--> Besetzungsinversion
Welche Beziehung besteht zwischen den Energieniveaus eines Atoms und der Wellenlänge für einen Elektronenübergang zwischen ihnen?
E(2)-E(1)=hc/lambda
Nennen Sie die wesentliche Bedingung für kontinuierliche Laseremission.
Besetzungsinversion
Was charakterisiert einen Gauß'schen Strahl im Grundmode und welche mathematische Beziehung besteht zwischen der Divergenz Phi, der Wellenlänge lamda und dem Radius der Strahltaille omega?
Gauß'scher Strahl: Strahlradius wächst auf beiden Seiten der Strahltaille an
Gaußförmiges Intensitätsprofil: I(r)=I(0)exp(-2*(r/omega)²)
--> Strahl läuft hinter dem Fokus divergent auseinander
Phi=lamda/pi*omega
NA=n*sin(Phi) [NA: Numerische Apertur; n: Brechungsindex]
Was ist ein Laserresonator und woraus besteht er mindestens?
Ein Laserresonator besteht minimal aus zwei Spiegeln, die gegeneinander abbilden, es bildet sich ggf eine stehende Welle aus.
Länge: 2*L=k*lamda (k=1,2,3,4,....)
Erklären Sie longitudinale und transversale Moden.
longitudinal: für bestimmte Wellenlängen ergeben sich stehenden Wellen zwischen beiden Spiegeln des Resonators --> Intensitätserhöhung --> es werden im Resonator nur bestimmte Frequenzen verstärkt --> Moden: unterschiedliche Schwingformen
f=k*c/(2L) k=1,2,3,.....
transversal: Verteilung der Phasenlage der Wellen senkrecht zur Ausbreitungsrichtung --> es entstehen mehrere Fokuspunkte
Nenne Sie je ein Bespiel für einen Festkörperlaser, Gaslaser, Diodenlaser. Was sind typische Wellenlängenbereiche?
Festkörper: Nd:YAG (1064nm), Alexandrit (755nm)
Gas: CO2-Laser (10600nm), Excimer-Laser (193nm, 308nm)
Diode: (630nm-980nm)
