LPT-11 Serienexperimente mit Halbleiterlasern

Beschreibung

Laser bestehen im Allgemeinen aus drei Teilen
(1) Laser-Arbeitsmedium
Für die Lasererzeugung ist die Wahl des geeigneten Arbeitsmediums erforderlich. Dieses kann gasförmig, flüssig, fest oder halbleitend sein. In diesem Medium kann die Teilchenzahlumkehrung realisiert werden, die Voraussetzung für die Lasererzeugung. Das Vorhandensein eines metastabilen Energieniveaus ist für die Teilchenzahlumkehrung von großem Vorteil. Derzeit gibt es fast 1000 verschiedene Arbeitsmedien, die ein breites Spektrum an Laserwellenlängen vom Ultravioletten bis zum fernen Infrarot erzeugen können.
(2) Anreizquelle
Um die Umkehrung der Teilchenzahl im Arbeitsmedium zu erreichen, müssen bestimmte Methoden angewendet werden, um das Atomsystem anzuregen und die Teilchenzahl im oberen Niveau zu erhöhen. Im Allgemeinen kann eine Gasentladung verwendet werden, um dielektrische Atome durch Elektronen mit kinetischer Energie anzuregen (elektrische Anregung); eine gepulste Lichtquelle kann auch verwendet werden, um das Arbeitsmedium zu bestrahlen (optische Anregung); thermische Anregung, chemische Anregung usw. Verschiedene Anregungsmethoden werden als Pumpen oder Pump bezeichnet. Um die Laserleistung kontinuierlich zu erhalten, muss kontinuierlich gepumpt werden, um die Teilchenzahl im oberen Niveau höher als im unteren Niveau zu halten.
(3) Resonanzhohlraum
Mit einem geeigneten Arbeitsmaterial und einer geeigneten Anregungsquelle lässt sich die Umkehrung der Teilchenzahl erreichen, allerdings ist die Intensität der stimulierten Strahlung sehr gering und daher in der Praxis nicht anwendbar. Daher denkt man daran, zur Verstärkung optische Resonatoren einzusetzen. Ein optischer Resonator besteht eigentlich aus zwei hochreflektierenden Spiegeln, die an beiden Enden des Lasers einander gegenüberliegen. Einer reflektiert fast vollständig, der andere reflektiert größtenteils und lässt ein wenig durch, sodass das Laserlicht durch den Spiegel emittiert werden kann. Das in das Arbeitsmedium zurückreflektierte Licht induziert weiterhin neue stimulierte Strahlung, und das Licht wird verstärkt. Daher schwingt das Licht im Resonator hin und her und löst eine Kettenreaktion aus, die lawinenartig verstärkt wird und an einem Ende des teilweise reflektierenden Spiegels eine starke Laserleistung erzeugt.

Experimente

1. Charakterisierung der Ausgangsleistung von Halbleiterlasern

2. Divergente Winkelmessung von Halbleiterlasern

3. Polarisationsgradmessung von Halbleiterlasern

4. Spektrale Charakterisierung von Halbleiterlasern

Technische Daten