E-Book, Deutsch, 456 Seiten, eBook
Optik, Licht und Laser
1999
ISBN: 978-3-322-94720-8
Verlag: Vieweg & Teubner
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark
E-Book, Deutsch, 456 Seiten, eBook
ISBN: 978-3-322-94720-8
Verlag: Vieweg & Teubner
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark
Die Optik taucht heute nur noch selten als große, eigenständige Vorlesung im Studienplan der Naturwissenschaften auf. Sie ist aber implizit stets' vorhan den, und ihre propädeutischen Beiträge zur Theorie klassischer Felder oder der Quantenmechanik sind unbestritten. Schon im Hörsaal und in der Schule erlauben Laserlichtquellen wegen ihrer hohen Kohärenz einen viel bequeme ren Zugang zum Beispiel zu Beugungsphänomenen als klassische "Lampen". Es erscheint daher nur angemessen, den nach 1960 entstandenen Konzepten und Methoden der Optik von Anfang an auch in der Lehre breiteren Raum zu gewähren. Dieser Text versucht, beginnend mit der Strahlenoptik einerseits zentrale, zum Teil seit fast 200 Jahren etablierte Konzepte der Optik vorzustellen, anderer seits den Leser bis zu den neuesten Forschungsarbeiten wie Laserkühlung oder Holographie zu führen. Der dabei notwendige Kompromiß zwischen Breite und Tiefe setzt Vertrautheit mit den formalen Konzepten der Elektrodynamik und in geringerem Umfang der Quantenmechanik voraus. Im naturwissenschaftlichen Studium kann dieser Text Grundlage von Vorle sungen zur modernen Optik sein: Angebote zur klassischen Optik, Laserphy sik, Laserspektroskopie, Nichtlinearen Optik oder Angewandten Optik können davon profitieren.
Zielgruppe
Upper undergraduate
Weitere Infos & Material
1 Lichtstrahlen.- 1.1 Lichtstrahlen in menschlicher Erfahrung.- 1.2 Strahlenoptik.- 1.3 Reflexion.- 1.4 Brechung.- 1.5 Fermatsches Prinzip.- 1.6 Prismen.- 1.7 Lichtstrahlen in Glasfasern.- 1.8 Linsen und Hohlspiegel.- 1.9 Matrizenoptik.- 1.10 Strahlenoptik und Teilchenoptik.- 2 Wellenoptik.- 2.1 Elektromagnetische Strahlungsfelder.- 2.2 Wellentypen.- 2.3 Gauß-Strahlen.- 2.4 Polarisation.- 2.5 Beugung.- 3 Lichtausbreitung in Materie.- 3.1 Dielektrische Grenzflächen.- 3.2 Komplexe Brechzahl.- 3.3 Lichtwellenleiter.- 3.4 Lichtpulse in dispersiven Materialien.- 3.5 Anisotrope optische Materialien.- 3.6 Optische Modulatoren.- 4 Abbildungen.- 4.1 Das menschliche Auge.- 4.2 Lupen und Okulare.- 4.3 Mikroskope.- 4.4 Teleskope.- 4.5 Linsen: Bauformen und Fehler.- 5 Kohärenz und Interferometrie.- 5.1 Kohärenz und Korrelation.- 5.2 Youngs Doppelspalt und transversale Kohärenz.- 5.3 Michelson-Interferometer: Longitudinale Kohärenz.- 5.4 Fabry-Perot-Interferometer.- 5.5 Optische Resonatoren.- 5.6 Dünne optische Schichten.- 5.7 Holographie.- 5.8 Speckelmuster.- 6 Licht und Materie.- 6.1 Klassische Strahlungswechselwirkung.- 6.2 Zwei-Niveau-Atome.- 6.3 Stimulierte und spontane Strahlungsprozesse.- 6.4 Inversion und Verstärkung.- 7 Laser.- 7.1 Die Klassiker: Helium-Neon-Laser.- 7.2 Modenselektion im HeNe-Laser.- 7.3 Spektrale Eigenschaften des HeNe-Lasers.- 7.4 Anwendungen des HeNe-Lasers.- 7.5 Andere Gaslaser.- 7.6 Molekülgas-Laser.- 7.7 Die Arbeitspferde: Festkörper-Laser.- 7.8 Ausgewählte Festkörperlaser.- 7.9 Durchstimmbare Laser mit vibronischen Zuständen.- 8 Laserdynamik.- 8.1 Grundzüge einer Lasertheorie.- 8.2 Laser-Ratengleichungen.- 8.3 Schwellenlose Laser und Mikrolaser.- 8.4 Laserrauschen.- 8.5 Gepulste Laser.- 9 Halbleiter-Laser.- 9.1 Halbleiter.- 9.2 OptischeEigenschaften von Halbleitern.- 9.3 Heterostruktur-Laser.- 9.4 Dynamische Eigenschaften von Halbleiterlasern.- 9.5 Laserdioden — Diodenlaser — Lasersysteme.- 9.6 Hochleistungs-Laserdioden.- 10 Sensoren für Licht.- 10.1 Kenngrößen optischer Detektoren.- 10.2 Schwankungen optoelektrischer Meßgrößen.- 10.3 Photonenrauschen und Nachweisgrenzen.- 10.4 Thermische Detektoren.- 10.5 Quantensensoren I: Photomultiplier.- 10.6 Quantensensoren II: Halbleitersensoren.- 10.7 Positions- und Bildsensoren.- 11 Laserspektroskopie.- 11.1 Laserinduzierte Fluoreszenz.- 11.2 Absorption und Dispersion.- 11.3 Die Breite von Spektrallinien.- 11.4 Doppler-freie Spektroskopie.- 11.5 Transiente Phänomene.- 11.6 Lichtkräfte.- 12 Nichtlineare Optik I: Optische Mischprozesse.- 12.1 Anharmonische geladene Oszillatoren.- 12.2 Nichtlineare Suszeptibilität 2. Ordnung.- 12.3 Wellenausbreitung in nichtlinearen Medien.- 12.4 Frequenzverdopplung.- 12.5 Summen- und Differenzfrequenz.- 13 Nichtlineare Optik II: Vierwellenmischung.- 13.1 Frequenzverdreifachung in Gasen.- 13.2 Nichtlinearer Brechungsindex.- 13.3 Selbstphasenmodulation.- A Mathematik für die Optik.- A.1 Spektralzerlegung schwankender Meßgrößen.- A.2 Poynting-Theorem.- B Ergänzungen zur Quantenmechanik.- B.1 Zeitliche Entwicklung eines Zweizustandssystems.- B.2 Dichtematrix-Formalismus.- B.3 Zustandsdichten.
