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Wellenlängen der verschiedenen Laser |
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UV-Strahlung schwach (nicht sichtbar) 200nm bis 380 nm |
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| 248,4nm | Krypton-Fluorid Gaslaser | |
| 266nm | Neodym-YAG Laser | |
| 308nm | Xenon-Chlorid Gaslaser | |
| 325nm | Helium-Cadmium Laser | |
| 337,1nm | Stickstofflaser | |
| 351nm | Xenon-Fluorid Gaslaser | |
| 355nm | Neodym-YAG Laser | |
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Violett (sichtbar) 380nm bis 430nm (697-789THz) |
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| 400nm | AlGaInN-Basierende Laser Diode | |
| 405nm | Diode GaN Laser-Pointer und Blu-Ray | |
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Blau (sichtbar) 430 bis 490nm (612-697THz) |
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| 442nm | Helium-Cadmium Laser (Spektrallinie) | |
| 435nm | DPSS, blau/violett | |
| 441,6nm | HeCd Gaslaser | |
| 442nm | Diode, blau/violett | |
| 447nm | Diode, blau/violett | |
| 457,5nm | DPSS, blau Nd:YVO4 Verdopplung | |
| 457,9nm | Argon-Ionen-Laser (Spektrallinie) | |
| 473nm | DPSS, blau Laser Pointer, Nd:YAG Verdopplung | |
| 480nm | DPSS, hell blau | |
| 488nm | Argon-Ionen-Laser (starke Spektrallinie) | |
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Grün (sichtbar) 490 bis 570nm (526-612THz) |
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| 491nm | DPSS | |
| 500,8nm | DPSS | |
| 510nm | Kupferdampflaser | |
| 514,5nm | Argon-Ionen Laser (starke Spektrallinie) | |
| 515nm | DPSS | |
| 523,5nm | DPSS | |
| 526,5nm | DPSS | |
| 532nm | DPSS Laser Pointer, Nd:YAG oder Nd:YVO Verdopplung | |
| 543nm | DPSS | |
| 543,5nm | Helium Neon (HeNe) (Spektrallinie) | |
| 556nm | DPSS | |
| 561nm | DPSS | |
| 568nm | Krypton-Ionen Laser (Spektrallinie) | |
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Gelb (sichtbar) 570 bis 600nm (500-526THz) |
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| 578nm | Kupferdampflaser | |
| 587,5618nm | Helium Neon (HeNe) (Spektrallinie Helium) | |
| 589nm | DPSS | |
| 593,5nm | DPSS, gelb/orange Laser Pointer | |
| 594,1nm | Helium Neon (HeNe) (Spektrallinie) | |
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Orange (sichbar) 600 bis 640nm (468-500THz) |
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| 611,9nm | Helium Neon (HeNe) (Spektrallinie) | |
| 627nm | Kupferdampflaser (Spektrallinie) | |
| 632.816nm |
Helium Neon (HeNe) (starke Spektrallinie) | |
| 635nm | Diode InGaAlP DVD und neuere Laserpointer | |
| 640nm | Diode InGaAlP | |
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Rot (sichtbar) 640 bis 780nm (384-468THz) |
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| 647,1nm | Argon-Ionen oder Krypton-Ionen Laser (Spektrallinie) | |
| 650nm | Diode InGaAlP DVD und neuere Laserpointer | |
| 655nm | Diode InGaAlP | |
| 656nm | DPSS | |
| 660nm | Diode (UPC-Scanner alte Laserpinter) | |
| 650-670nm | Diode InGaAlP | |
| 670nm | Diode InGaAlP (minderwertige Pointer oder Barcodelesegeräte) | |
| 671nm | DPSS | |
| 685nm | Diode | |
| 690nm | Diode | |
| 694,25nm | Rubinlaser | |
| 705nm | Diode | |
| 706,5188nm | Helium Neon (HeNe) (Spektrallinie Helium) | |
| 722nm | DPSS | |
| 730nm | Diode | |
| 780nm | Diode GaAs / AlGaAs (CD-Player/CDROM/LaserDisc) | |
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Nahes Infrarot (nicht sichtbar) 780 bis 2500nm |
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| 785nm | Diode GaAs / AlGaAs | |
| 800nm | Titan:Saphir-Laser (durchstimmbar: 670 bis 1070nm) | |
| 808nm | Diode GaAs / AlGaAs (zum pumpen Nd:YAG, Nd:YVO4) | |
| 845nm | Diode GaAs / AlGaAs | |
| 885nm | Diode GaAs / AlGaAs | |
| 915nm | Diode | |
| 940nm | Diode | |
| 980nm | Diode InGaAsP / InGaAs (zum pumpen Nd:YAG) | |
| 1030nm | Yb:YAG Laser | |
| 1060nm | Neodym-Glas Laser | |
| 1064nm | Diode InGaAsP (in Glasfasernetzen zur Datenübertragung) | |
| 1064,1nm | Neodym-YAG Laser | |
| 1152,3nm | Helium Neon (HeNe) Durch Spin-Bahn-Kopplung | |
| 1310nm | Diode InGaAsP (in Glasfasernetzen zur Datenübertragung) | |
| 1450nm | Diode InGaAsP | |
| 1480nm | Diode InGaAsP / InGaAs (zum pumpen Nd:YAG) | |
| 1550nm | Diode InGaAsP (in Glasfasernetzen zur Datenübertragung) | |
| 1625nm | Diode InGaAsP (in Glasfasernetzen zur Datenübertragung WDM) | |
| 2127nm | Holmium-YAG Laser | |
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Mittleres Infrarot (nicht sichtbar) 2500 bis 50000nm |
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| 2940nm | Erbium-YAG Laser | |
| 3392,2nm | Helium Neon (HeNe) Durch Spin-Bahn-Kopplung | |
| 4800 bis 8300nm | Kohlenmonoxidlaser (CO) abstimmbar | |
| 10600nm | Kohlendioxidlaser (CO2) Infrarot | |
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Farbmischung (mit dichroitischen dielektrischen Spiegeln "Dicros") |
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Wellenlänge |
Mischfarbe |
| 635 nm + 532 nm 655 nm + 532 nm 671 nm + 532 nm |
rot & grün = gelb rot & grün = gelb rot & grün = gelb |
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| 635 nm + 532 nm + 473 nm 655 nm + 532 nm + 473 nm 671 nm + 532 nm + 473 nm |
rot & grün & blau = weiss rot & grün & blau = weiss rot & grün & blau = weiss |
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Billiger geht es auch! (Laserprojektor im Eigenbau) |
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| 650nm + 532 nm + 405 nm | rot & grün & blau = weiss | |
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Dicros und ein typisches Datenblatt |
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| Dielektrische Spiegel: Ist ein Spiegel,
der nur einen Teil des Lichtspektrums reflektiert und den Rest durchlässt.
Er trennt das einfallende Licht nach der Wellenlänge und somit nach
der Farbe. In diesem Beispiel hier: Reflektion bei 480-490nm und 540-560nm. Alle anderen Wellenlängen werden duchgelassen (Transmission). |
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Das Prinzip der Farbmischung: Aus den drei Farben
der einzelnen Laser lassen sich somit vier Mischfarben (gelb, magenta,
cyan und weiß) erzeugen und natürlich die drei Grundfarben
rot, grün und blau. So ergeben sich insgesamt 7 verschiedene Farben
die man eindrucksvoll in Lasershows verwenden kann.
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Funktionsweise eines Lasers |
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Grundlagenwerk der Lasertechnik - Buchtipp |
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Wahrnehmung der Spektralfarben |
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| Die Farbempfindung des menschlichen Auges reicht von dunkelblau bis dunkelrot. Also von ca. 380nm bis 780nm der Wellenlänge des Lichtes. Wie auf der Grafik zu sehen ist, werden Farben von uns Menschen nicht gleichmäßig intensiv wahrgenommen. Es gibt ein Maximum der Wahrnehmung um die 555nm (hellgrün). Dies erklärt auch warum ein grüner Laserpointer (532nm) heller erscheint wie ein roter (650nm) mit gleicher Leistung. | |
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Laser Klassifizierung nach EN 60825-1 |
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Leistung |
Kommentar |
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1
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< 0,025mW
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Die Laserstrahlung ist unter vorhersehbaren Bedingungen ungefährlich. |
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1M
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< 0,025mW
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Die zugängliche Laserstrahlung liegt im Wellenlängenbereich
von 302.5 nm bis 4000 nm. Die zugängliche Laserstrahlung ist für
das Auge ungefährlich, solange der Querschnitt nicht durch optische
Instrumente (Lupen, Linsen, Teleskope) verkleinert wird! |
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2
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< 1,000mW
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Die zugängliche Laserstrahlung liegt im sichtbaren Spektralbereich (400 nm bis 700 nm). Sie ist bei kurzzeitiger Einwirkungsdauer (bis 0,25s) ungefährlich auch für das Auge. Eine längere Bestrahlung wird durch den natürlichen Lidschlussreflex verhindert. Zusätzliche Strahlungsanteile außerhalb des Wellenlängenbereiches von 400-700 nm erfüllen die Bedingungen für Klasse 1. |
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2M
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< 1,000mW
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Wie Klasse 2, solange keine optischen Instrumente, wie Lupen oder Ferngläser, verwendet werden. |
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3R
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< 5,000mW
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Die zugängliche Laserstrahlung ist gefährlich für das Auge. Der Wellenbereich reicht vom UV-Licht bis ins ferne Infrarot. |
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3B
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< 500mW
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Die zugängliche Laserstrahlung ist gefährlich für das Auge und in besonderen Fällen auch für die Haut. Der Wellenbereich reicht vom UV-Licht bis ins ferne Infrarot. |
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4
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> 500mW
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Die zugängliche Laserstrahlung ist sehr gefährlich für das Auge und gefährlich für die Haut. Auch diffus gestreute Strahlung kann gefährlich sein. Neben Augenschutz ist meist auch ein Hautschutz erforderlich. Der Wellenbereich reicht vom UV-Licht bis ins ferne Infrarot. |
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Zusatzbemerkung |
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Durch wissenschaftliche Untersuchungen (FH Köln) wurde festgestellt, dass der Lidschlussreflex nur bei <20 % der Testpersonen gegeben war. Von dem Vorhandensein des Lidschlussreflexes zum Schutz der Augen darf somit in der Regel nicht ausgegangen werden. Daher sollte man, falls Laserstrahlung der Klasse 2 oder 2M ins Auge trifft, bewusst die Augen schließen oder sich sofort abwenden. Des weiteren ist zu beachten, dass der Lidschlussreflex nur bei sichtbarem Licht erfolgt. Laserstrahlung im Infrarotbereich z.B. führt nicht zu einem Lidschluss, da die Strahlung vom Auge nicht wahrgenommen wird. Deshalb ist ein besonders vorsichtiger Umgang mit unsichtbarer Laserstrahlung anzuraten. | |
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Begriffserklärung |
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Dauerstrichlaser CW-Betrieb (Continous Wave) |
| Laser der statt Pulse eine kontinuierliche Strahlung aussendet. | |
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Diodenlaser |
| Unter einem Diodenlaser versteht man einen aus einer oder
mehreren Laserdioden bestehenden, mit elektrischem
Strom gepumpten Halbleiterlaser. Einzelemitter: In einfachster Form besteht ein Diodenlaser aus nur einer Laserdiode, ggf. mit Kollimations- und Fokussieroptik. Barren: Da einzelne Laserdioden nur bis zu Leistungen von einigen Watt gefertigt werden können und stark divergierende Laserstrahlung abgeben, werden oft mehrere Laserdioden elektrisch und optisch zusammengefasst: Man verwendet Barren (engl. bar), die auf einem streifenförmigen Chip mehrere Einzelemitter nebeneinander enthalten. Diese werden elektrisch parallel auf einer Wärmesenke montiert. Stacks: Man kann weiterhin mehrere solcher Barren zu Stapeln (engl. stacks) zusammenfassen, wobei die Barren elektrisch in Reihe geschaltet sind und die Einzelstrahlen wiederum optisch kombiniert werden. Mit solchen Stacks lassen sich optische Leistungen von 0,5...1kW erzeugen. Die hierbei eingesetzten Submounts müssen aufgrund der hohen Packungs- und Leistungsflussdichte mit sog. Mikrokanal-Wärmesenken mit Wasser gekühlt werden. |
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Divergenz |
| Abweichung der Strahlung von der Parallelität (Aufweitung). | |
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Dotierung |
| Einfügen von zusätzlichen Atomen in ein Grundmaterial. | |
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Güteschalter |
| Ein Güteschalter (auch Q-Switch genannt) ist ein optischer Baustein, der in gepulsten Lasern zur Erzeugung von Laserpulsen hoher Intensität eingesetzt wird. Hierbei wird die Güte des Laserresonators künstlich verringert. Die Resonatorverluste werden also hoch gehalten, so dass die Laserschwelle zunächst unterschritten bleibt. Es tritt keine Laseraktivität ein, so dass die Besetzungsinversion maximal werden kann, was eine maximale Verstärkung zur Folge hat. Schaltet der Güteschalter durch, ist die Verstärkung schlagartig wesentlich höher als die Resonatorverluste. Die Laseraktivität setzt ein, wobei die Intensität zunächst schwach exponentiell ansteigt. Sobald das Lichtfeld stark genug ist, um signifikant Inversion (Verstärkung) abzubauen, entsteht ein starker Laserpuls. Auf diese Weise können Pulsdauern im Bereich von Nanosekunden erzielt werden. Zur Erzeugung noch kürzerer Pulsdauern mit hohen Pulsintensitäten wird Güteschaltung häufig in Verbindung mit Modenkopplung eingesetzt. | |
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Kaliumtitanylphosphat (KTP) |
| KTP ist eine ionische Verbindung aus Kalium, Titanoxid und
Phosphat, deren Kristalle nicht-lineare optische Eigenschaften
besitzen, was sie zusätzlich zu einem recht breiten Transparenzbereich
von 350 nm bis 4400 nm für die Optik interessant macht. Es
wurde 1890 erstmals von L. Ouvard synthetisiert. Eine häufige Anwendung ist die Frequenzverdopplung von Laserlicht durch Platzieren eines KTP-Kristalls innerhalb des Laser-Resonators. |
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Kohärenz |
| Bei einer normalen Glühlampe werden Lichtwellen nicht
nur mit unterschiedlicher Wellenlänge ausgesendet, sondern auch in
unbestimmter Phasenlage zueinander. Bei einem Laser dagegen sind die Wellen
jeweils fast phasensynchron zueinander. Die Wellen sind über mehr
oder weniger lange Strecken (Kohärenzlänge) fast phasengleich,
was man sich zum Beispiel in der Holografie zunutze macht. Schon bei einfachen HeNe-Gaslaser Modellen liegt die Kohärenz im Bereich der Resonatorlänge, also meist 20—30 cm. Darüber hinaus gibt es frequenzstabilisierte Helium-Neon-Laser, deren Kohärenzlänge mehrere Kilometer betragen kann. |
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LASER |
| Laser ist ein Akronym von "Light Amplification by Stimulated
Emission of Radiation" und bedeutet Lichtverstärkung durch angeregte
Strahlungsemission. Ein Laser besteht grundsätzlich aus drei Komponenten: 1. Einem aktiven Medium, in dem die Laserstrahlung durch stimulierte Emission erzeugt wird. 2. Einem Pumpmechanismus, der dem aktiven Medium Energie zuführt. 3. Einem Resonator zur Rückkopplung der Laserstrahlung. |
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Laserdiode |
| Eine Laserdiode (auch Halbleiterlaser) ist ein mit der Leuchtdiode (LED) verwandtes Halbleiter-Bauteil, das jedoch Laserstrahlung erzeugt. Dazu wird ein p-n-Übergang mit starker Dotierung bei hohen Stromdichten betrieben. Die Wahl des Halbleitermaterials bestimmt dabei die emittierte Wellenlänge. | |
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Moden |
| Schwingungszustände im Resonator. Für die Holographie werden Laser mit den Moden Tem00 benötigt (der aufgeweiteten Strahl ist gleichmäßig ausgeleuchtet). | |
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Nd:YAG-Laser |
| Ein Nd:YAG-Laser (kurz für Neodym-dotierter
Yttrium-Aluminium-Granat-Laser) ist ein Festkörperlaser, der als
aktives Medium einen Neodym-dotierten YAG-Kristall verwendet und meist
infrarote Strahlung mit der Wellenlänge 1064 nm emittiert. Weitere
Übergänge existieren bei 946nm, 1320nm und 1444nm. Durch Anregung mit Diodenlasern (Wellenlänge 808 nm) lassen sich Pumpeffizienz und Strahlqualität wesentlich steigern und die Gesamteffizienz steigt auf ca. 25 %. Die mittlere Lebensdauer der angeregten Elektronen der Neodym-Ionen beträgt um 230 µs. Aufgrund dieser relativ langen Zeit ist es möglich, Energie im Kristall zu speichern, die dann in einem kurzen Puls (10 … 100 ns) abgerufen werden kann (Güteschaltung). |
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Nichtlineare Optik |
| Die nichtlineare Optik beschäftigt sich mit den Eigenschaften
und Anwendung von Materialien, bei denen der Zusammenhang zwischen elektrischem
Feld und Polarisation nicht linear ist. Zwei wichtige Prinzipien der linearen Optik sind in der nichtlinearen Optik verletzt: das Superpositionsprinzip und die Frequenzerhaltung. Im nichtlinearen Bereich können sich Lichtstrahlen in Materie gegenseitig beeinflussen, sie sind unter anderem abhängig von der lokalen elektrischen Feldstärke bzw. Intensität des Lichts. |
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Q-Switch |
| siehe Güteschalter | |
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Resonator |
| System aus zwei parallelen Spiegeln in denen sich die Photonen hin- und herbewegen und die Prozesse in der optischen Verstärkereinheit vervielfältigen. Ein Spiegel ist meist zu 98% reflektierend während der andere Spiegel zu 100% reflektiert. | |
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Stimulierte Emission |
| Wenn ein Elektron sich in einem höheren Energiezustand
befindet bezeichnet man das Atom als angeregt. Dieser Zustand dauert normalerweise
nur etwa 10ns bis das Elektron wieder in seinen Grundzustand zurückfällt
und ein Photon emittiert. Findet diese Emission erzwungen in einem einzigen "reinen" Element statt, sind nur definierte Sprünge möglich: es werden nur Photonen mit bestimmten Eigenschaften emittiert. Deshalb ist das Spektrum in diesem Falle eng begrenzt und Linienförmig. Auch Photonen können wenn sie absorbiert werden ein Atom anregen. Dazu muss die Energie eines solchen Photons exakt korrespondieren mit der Energiedifferenz des Ruhezustandes und des angeregten Zustandes eines Elektrons. Wenn ein Elektron bereits in einem höheren Energiezustand ist, und das Atom mit einem Photon mit entsprechender Energie kollidiert, kann das Elektron zurückfallen unter Emission eines mit dem kollidierenden Photon völlig identischen Photons. Dieser Prozess nennt man "stimulierte Emission". Die Anwesenheit einer großen Anzahl angeregten Atome kann zu einer Verstärkung führen, weil ein Photon ein zweites Photon "freisetzt" und diese zwei Photonen danach weitere zwei und so weiter.  |
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Ultraviolettstrahlung |
| Ultraviolettstrahlung besteht aus elektromagnetischen
Wellen mit einer Wellenlänge von etwa 1 bis 380 nm und einer Frequenz
von ca. 790 THz bis 30 PHz. Man unterscheidet zwischen: UV-A ( Wellenlänge = 315 bis 400 nm) UV-B ( Wellenlänge = 280 bis 315 nm) UV-C (Wellenlänge = 100 bis 280 nm) |
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Yb:YAG-Laser |
| Die Wellenlänge der Yb:YAG-Laser beträgt 1030 nm. Yb steht für Ytterbium. | |
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Anzeigen |
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