diff --git a/GL/protokoll/protokoll.tex b/GL/protokoll/protokoll.tex index 971617d..ee248cd 100644 --- a/GL/protokoll/protokoll.tex +++ b/GL/protokoll/protokoll.tex @@ -1,7 +1,7 @@ \documentclass[slug=GL, room=HZDR\ Dresden/Rossendorf\,\ Geb.\ 620/123, supervisor=Martin\ Rehwald;\, Tim\ Ziegler]{../../Lab_Report_LaTeX/lab_report} \title{Gaslaser} -\author{Olli, Valentin Boettcher} +\author{Oliver Matthes, Valentin Boettcher} \usepackage[version=4]{mhchem} \usepackage{todonotes} \graphicspath{ {figs/} } @@ -14,21 +14,21 @@ \section{Einleitung}% \label{sec:intro} -Der \laser{} ist seit seiner Erfindung in den 19690iger Jahren in der -modernen Physik zu einem Standardwerkzeug geworden. Unter anderem -kann ein Laserstrahl zur Erzeugung von sehr Tiefen Temparaturen -(Untersuchung von Quanten Effekten, Bose-Einstein Kondensation), zur +Der \laser{} ist seit seiner Erfindung in den 1960er Jahren in der +modernen Physik zu einem Standardwerkzeug geworden. Unter anderem +kann ein Laserstrahl zur Erzeugung von sehr tiefen Temperaturen +(Untersuchung von Quanteneffekten, Bose-Einstein Kondensation), zur Erzeugung und Untersuchung von Schockwellen und zur Beschleunigung von Elementarteilchen genutzt werden. -\todo{erlautern} Auch in der Technik gibt findet der \laser{} aufgrund -der hohen koh\"arenz und intensit\"t des emmitierten Lichtstrahls +\todo{erlautern} Auch in der Technik findet der \laser{} aufgrund +der hohen Koh\"arenz und Intensit\"t des emmitierten Lichtstrahls vielfach Anwendung. So hat man allt\"aglich mit auf Lasertechnologie basierenden Barcode Scannern und CD-Spielern zu tun. Auch die moderne Telekommunikationstechnik um das Internet nutzt \laser{} zur Daten\"ubertragung. -Zum n\"aheren Verst\"andnis sollte zun\"achst das Acronym \laser{} +Zum n\"aheren Verst\"andnis sollte zun\"achst das Akronym \laser{} gekl\"art werden. \begin{acro}[Laser] @@ -36,17 +36,17 @@ gekl\"art werden. \end{acro} Dementsprechend verst\"arkt ein \laser{} also Licht durch Stimulierte -Eimmision. Da die Stimulierte Emission von Strahlung ein Photon in +Emmision. Da die Stimulierte Emission von Strahlung ein Photon in allen seinen Eigenschaften kopiert, wird im Allgemeinen koh\"arentes -und bedingt durch die Verst\"arkung sehr intesieves Licht erzeugt. +und bedingt durch die Verst\"arkung sehr intesives Licht erzeugt. Der grundlegende Aufbau eines Lasers ist erstaunlich einfach. So besteht ein Laser aus: \begin{enumerate} \item einem aktiven Medium (Gase, Festk\"rper) -\item einem optischen Resonator (meist rotationssymetrische, sph\"arische Spiegel) -\item einer ``Energiepumpe'' (Lichblitze, Elektronenst\"osse) +\item einem optischen Resonator (meist rotationssymmetrische, sph\"arische Spiegel) +\item einer ``Energiepumpe'' (Lichtblitze, Elektronenst\"osse) \end{enumerate} \begin{figure}[H]\centering\label{fig:aufb} @@ -56,8 +56,8 @@ besteht ein Laser aus: Die Energiepumpe erzeugt im aktiven Medium eine Ungleichgewichtsbesetzung von Energiniveaus, die die induzierte -Emission beg\"unstigt. Die Photonen Oszilieren im Resonator mehrfach -und werden bei jedem Durchlauf verst\"arkt werden, bis sie den +Emission beg\"unstigt. Die Photonen oszillieren im Resonator mehrfach +und werden bei jedem Durchlauf verst\"arkt, bis sie den Resonator verlassen. \section{Theoretische Grundlagen}% @@ -66,7 +66,7 @@ Resonator verlassen. \subsection{Besetzungsinversion und Laserbedingung}% \label{sec:inv} -Die Elektronen in Atomen nehmen nach der Quantenmechanik nur Diskrete +Die Elektronen in Atomen nehmen nach der Quantenmechanik nur diskrete Energien an. Wenn ein Elektron seinen Zustand wechselt, wird bei diesem \"Ubergang Licht emmitiert oder absorbiert wobei f\"ur die Energien \(E_i\) und die Frequenz des beteiligten Photons \(\nu\) gilt: @@ -81,14 +81,14 @@ Es gibt drei Prozesse, die nun die Anzahl der Atome im Grundzustand \begin{description} \item[Absorbtion] Ein photon wird von einem Atom absorbiert, welches - dementsprechend angeregt wird. Die h\"aufigkeit dieses Prozesses ist + dementsprechend angeregt wird. Die H\"aufigkeit dieses Prozesses ist proportional zur spektralen Energiedichte. \item[Spontane Emission] Ein angeregtes Atom geht in einen tieferen Zustand \"uber und sendet ein Photon aus. Dieser Prozess ist unabh\"angig von der umgebenden spektralen Energiedichte. \item[Stimulierte Emission] Das Atom wird von einem passenden Photon zur Emmission eines zweiten, identischen Photons angeregt und geht - in einen tieferen Zustand \"uber. Die h\"aufigkeit dieses Prozesses ist + in einen tieferen Zustand \"uber. Die H\"aufigkeit dieses Prozesses ist proportional zur spektralen Energiedichte. \end{description} @@ -99,7 +99,7 @@ Verst\"arkung auftreten kann, da die Warscheinlichkeit f\"ur Absorbion und Stimulierte Emmision gleich, sowie immer mehr Teilchen im Grundzustand als im angeregten Zustand sind. -F\"ur die Photonenzahldichte \(q\) gillt mit der spektralen +F\"ur die Photonenzahldichte \(q\) gilt mit der spektralen Energiedichte \(\rho(\nu)\) und dem Einsteinkoeffizienten f\"ur Stimulierte Emission und unter Vernachl\"assigung der spontanen Emission: