By Stefan Borik

ISBN-10: 332296728X

ISBN-13: 9783322967282

ISBN-10: 3519062097

ISBN-13: 9783519062097

In diesem Abschnitt sollen einige einleitende Worte vorausgeschickt werden, um die Ziele dieser Arbeit zu verdeutlichen und die Vorgehensweise bei der Behandlung der verschiedenen Aspekte zu motivieren. 1. 1 Uberblick uber die Anwendungsgebiete Zunachst sei ein Blick auf die verschiedenen Laserarten und Anforderungsprofile an das Messgerat bzw. Werkzeug Laserstrahl geworfen. Die primaren Eigenschaften des Laserstrahis, die ihn von den konventionellen Lichtquellen unterscheiden und die sich aus dem Wesen der Lichterzeugung durch stimulierte Emission begrunden, sind: - Schmalbandigkeit / zeitliche Koharenz und - raumliche Koharenz und daher minimale Erfullung der Heisenbergschen Unscharferelation erreichbar. Alle anderen Gesichtspunkte, wie die Fokussierbarkeit oder die damit korrelierte Moglichkeit, den Strahl uber Distanzen zu transportieren, die anderen Quellen wegen ihrer AbstrahIcharak teristik verwehrt sind (z. B. Entfernungsmessung Erde - Mond) sind sekundare Eigenschaften, die sich aus den oben genannten ableiten lassen. In welchem Masse ein Laser im Hinblick auf diese Eigenschaften optimiert wird, hangt von den fur die gewunschte Wellenlange zur Verfugung stehenden Elementen (insbesondere vom laseraktiven Medium) sowie von den letztlich fur die vorgesehene Anwendung relevanten Grossen ab. An einigen Beispielen sei dies erlautert: - Anwendungen im Bereich der Langenmesstechnik verlangen eine severe Schmalban digkeit, um Messfehler durch Phasensprunge zu verhindern. Hier helfen frequenz-selektie rende Elemente, die unter Ausnutzung schmalbandiger Absorptionslinien oder der Wirkung optischer Gitter, gegebenenfalls mit Unterstutzung einer Langenregelung fur den Resona tor, eine Beeinflussung der frequenzabhangigen Verstarkung bzw. der Resonatorverluste erla

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Das Formgedachtnis ist eine neuartige Materialeigenschaft. Wir unterscheiden in diesem Rahmen: 1. EinwegefJekt oder Pseudoplastizitat: Eine scheinbar plastische Verformung geht bei Erwarmen vollstandig zuruck. 2. ZweiwegefJekt: Beim Abkuhlen andert sich die shape in einer ganz bestimm ten Weise, die beim Erwarmen wieder ruckgangig gemacht wird.

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Das Feld variiert wegen der auftretenden Schwebungsfrequenzen zeitlich. - Es schwingen zeitlich versetzt verschiedene Moden an. Dies entspricht einer inkohärenten Überlagerung. Betrachtet man insbesondere den Fall von CO2-Hochleistungslasern mit den noch unvollständig erforschten Zusammenhängen zwischen Feldverteilung und Verstärkungsprofil des laseraktiven Mediums (so daß sich im allgemeinen eine komplizierte Feldstärkeverteilung einstellt) sowie ihrer Gasströmung und der daraus resultierenden permanenten Änderung der optischen Weglängen im Resonator durch Fluktuationen der Gasdichte, so ist die Annahme einer Feldverteilung, die durch eine inkohärente Überlagerung von Moden beschrieben wird, eine plausible Hypothese.

Für deren Beschreibung hinsichtlich ihres Propagationsverhaltens sind die bekannten Darstellungsweisen [17] anzuwenden, die Intensität für z ~ 00 über ihre Winkelverteilung 1(9) zu charakterisieren. Die Strahlen aus optisch instabilen Resonatoren stellen gemäß dem Babinetschen Prinzip ebenfalls beleuchtete Lochblenden dar und sind in der gleichen Weise zu behandeln [16]. 1 Natur der elektromagnetischen Strahlung 33 Größen des Strahls, die bestimmt werden Charakteristische Größen des Strahls, die ermittelt werden Parameter, die in einer gewünschten Zielebene berechnet werden können Aussagen, die über den Strahl gemacht werden können laterale Verteilung von Intensität und Phase an einem Ort einzelne Moden und Beugungsanteile laterale Verteilung, Intensität und Phase einschießlich Beugungsanteilen Parameter der Moden und der Beugung laterale Verteilung der Intensität an mehreren Orten einzelne Moden und ihre Parameter laterale Verteilung Intensität und Phase, ohne Beugung Parameter der Moden Bestimmung der zweiten Momentes an mehreren Orten Varianz der Strahlverteilung effektive Wellenlänge, Varianz der Strahlverteilung zweites Moment der Verteilung, keine Aussage über die laterale Verteilung Tab.

Inhomogene Beschichtung Integration Segmentspiegel, Polygon, Axicon Axicon je nach Komponente Oejustage Tab. 2 Bemerkungen Lochspiegel [33], Gitterspiegel [34] Zusammenstellung optischer Komponenten für spezielle Anwendungen und ihrer wichtigsten Fehler. Aus dem oben gesagten kann ersehen werden, daß bei den für Hochleistungslaser wichtigen Komponenten zwei Fehler dominieren: die sphärische Aberration und der Astigmatismus. Die anderen, aus der Bildfehlertheorie [9,27] bekannten Fehler sind teilweise ohne Relevanz.

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Einfluß optischer Komponenten auf die Strahlqualität von Hochleistungslasern by Stefan Borik


by Robert
4.3

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