Optisches Pumpen

Prinzip

Ein Festkörperlaser ist ein Laser, dessen verstärkendes Medium ein kristalliner Festkörper ist. Beispiele für gebräuchliche Festkörperlasermedien sind: Rubinlaser, rot, Wellenlänge 694 nm und Nd:YAG-Laser, infrarot, Wellenlänge 1064nm. Um in diesem Medium eine Besetzungsinversion zu erreichen, müssen mehr Elektronen ins obere Laserniveau gehoben werden als im unteren Laserniveau vorhanden sind, dieser Vorgang heißt Pumpen. Ein Festkörperlaser wird normalerweise durch das Beleuchten mit sehr hellen Lichtquellen wie z. B. Blitzlampen oder geeigneten Halbleiterlasern optisch gepumpt.

Das sichtbare Licht eines Halbleiter-Dioden-Lasers wird verwendet, um die Neodym-Atome in einem Nd-YAG Stab zu erregen (NeodymiumYttrium Aluminium Garnet). Die Leistung des Halbleiter-Dioden-Lasers wird zunächst in Abhängigkeit vom Injektionsstrom aufgezeichnet. Das Fluoreszenz-Spektrum des Nd-YAG-Stabes wird dann bestimmt und die Maon Absorptionslinien der Nd-Atome werden überprüft. Die durchschnittliche Lebensdauer des 4F3/2-level der Nd-Atome kann durch vereinfachte Näherung gemessen werden.

Aufgaben

1. Bestimmung der Leistung des Halbleiter-Diodenlasers in Abhängigkeit von der aktuellen Injektion.
2. Aufspüren des Fluoreszenzspektrums des vom Diodenlaser gepumpten Nd-YAG-Stabs und Überprüfen der wichtigsten Absorptionslinien des Neodyms.
3. Zur Messung der mittleren Lebensdauer vom 4F3/2-level der Nd-Atome.
4. Für weitere Anwendungen siehe Versuch 2.6.09 "Nd-YAG-Laser".

Lernziele

• Spontane Emission
• Induzierte Emission
• Mittlere Lebensdauer eines metastabilen Zustandes
• Entspannung
• Inversion
• Diodenlaser 

(Bitte beachten: Versuchsbeschreibung nur in englischer Sprache erhältlich)

Zu diesem Artikel gibt es folgende Literaturwerke

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