Der Laser: Grundlagen und klinische Anwendung by Prof. Dr. med. Karl Dinstl, Dr. phil. P. Leander Rudolf

By Prof. Dr. med. Karl Dinstl, Dr. phil. P. Leander Rudolf Fischer (auth.), Prof. Dr. med. Karl Dinstl, Dr. phil. P. Leander Rudolf Fischer (eds.)

In rund zwei Jahrzehnten hat sich die Entdeckung des Lasers als un­ gemein fruchtbar erwiesen, nicht nur für die Physik selbst (nichtli­ neare Optik), sondern auch darüber hinaus in den verschiedenen Zweigen der Naturwissenschaft und Technik. Aus der Fülle des Stoffes und der Vielfalt der Anwendungen kann das vorliegende Buch nur eine Auswahl bieten, wobei die Biologie und Medizin be­ sonders berücksichtigt wurden. Nicht nur der Arzt, sondern auch je­ der naturwissenschaftlich Interessierte sowie der pupil soll mit ei­ nem minimalen Aufwand an mathematisch-physikalischen Forma­ lismen in das Verständnis des Lasers und seiner Aufgaben einge­ führt werden. Vom Einfachen zum Schwierigen aufsteigend soll der Leser die Begriffe der Laserphysik verstehen lernen, um dann selbst imstande zu sein, weiter in die Literatur eindringen zu können. Der historische Abschnitt kann ohne Einbuße des Verständnis­ ses der folgenden Teile übergangen werden. Das Glossar bringt nicht nur die englischen Fachausdrücke der Laserphysik, sondern vertieft auch den vorher bearbeiteten Stoff. Außer den SI-Einheiten werden auch andere ältere Einheiten verwendet.

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Die moderne Kommunikationstechnik basiert in den meisten Anwendungen auf digitalen Modulationsverfahren. Beispiele sind die Mobilkommunikation, aber auch die im Aufbau befindliche digitale Rundfunk- und Fernsehtechnik. Kenntnisse über digitale Modulationsverfahren sind heute unumgänglich, und sie werden inzwischen an allen Hochschulen im Bereich der Informationstechnik vermittelt.

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Meist ist das für die Lasertätigkeit verantwortliche aktive Ion (Dopmaterial) in ein Trägermaterial (Mutterkristall, Wirtmaterial) eingebaut. Schon Maiman hat die Fluoreszenzeigenschaften des Rubins untersucht. Der Rubin ist Aluminiumoxid Ah03, das mit etwa 0,05 % Chrom dotiert ist, dem der Kristall seine tiefrote Farbe verdankt (Edelkorund). B. Praseodym, Neodym, Samarium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium. Darunter ist das Neodymion (Nd+++) von besonderer Wichtigkeit; als Wirtmaterial dient YAG (Yttrium-AluminiumGranat, Y 3Al50d oder Glas.

Wegen der Auskopplung der Energie ist eine teilweise Transmission der Spiegel erforderlich. Um die Absorptionsverluste möglichst klein zu halten, werden dielektrische Spiegel (s. Kap. 3) verwendet. 2) Beugungsverluste. Da beim optischen Resonator der Spiegelabstand den Spiegeldurchmesser weit übertrifft, treten Beugungserscheinungen auf. Die Beugungsverluste werden durch die Fresnel-Zahl N bestimmt und sind ihr direkt proportional. Bedeutet L den Spiegelabstand, a den Spiegelradius und" die Wellenläge, so ist die Fresnel-Zahl definiert durch a2 N=-.

Das EntladungsrohrR ist durch Brewster-FensterB J und B z verschlossen. V ist ein Gasvorratsgefäß. Die SpiegelSI und Sz sind außen angeordnet. 8 nm Helium-Neon-Laser 37 Da Gase keine breiten Absorptionsbänder wie die Festkörper haben, können sie nicht optisch, sondern nur elektrisch gepumpt werden. Dem Neon, das die Laserstrahlung erzeugt, ist Helium als Pumpgas beigefügt. Seine Funktion und das Zustandekommen der Laseremission sei mit Abb. 14 erklärt; sie zeigt nicht maßstabgetreu das Termschema der beiden Edelgase.

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