Sie sind hier
E-Book

Experimente mit selbstgebauten Lasern

Detaillierte Bauanleitungen für Laser in allen Wellenlängen

AutorThomas Rapp
VerlagFranzis
Erscheinungsjahr2009
Seitenanzahl294 Seiten
ISBN9783772338427
FormatPDF
KopierschutzWasserzeichen/DRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis19,99 EUR
Seit der Realisierung des ersten funktionierenden Lasers im Jahr 1969 durch Maimann hat diese Erfindung mit ihren intensiven farbigen Lichtstrahlen nicht nur technisch und wissenschaftlich interessierte Menschen fasziniert. Obwohl bereits zahlreiche Bücher zu diesem Thema herausgegeben wurden, befasst sich kaum eines mit den besonderen Problemen, die beim Eigenbau von Lasern auftreten. Dieses speziell für Praktiker geschriebene Buch bietet zahlreiche detaillierte Bauanleitungen für Laser in allen Wellenlängen - vom infraroten, über den sichtbaren, bis in den ultravioletten Bereich der Strahlung. Besonderer Wert wurde bei den Anleitungen auf Nachbausicherheit gelegt, und selbstverständlich wurden alle Projekte vom Autor selbst aufgebaut und ausführlich getestet.

Kaufen Sie hier:

Horizontale Tabs

Leseprobe
6 Messtechnik (S. 207-208)

Die wichtigsten Parameter eines Laserstrahls sind 1. Leistung/Energie 2. Pulsdauer 3. Wellenlänge Daneben gibt es natürlich noch weitere Eigenschaften wie Kohärenzlänge, Kohärenzdauer, spektrale Breite etc., die hier aber nicht behandelt werden.

6.1 Messung der Leistung und Energie

Einer der wichtigsten Parameter, die Ausgangsleistung, ist leider auch am schwersten zu messen, da geeichte, teure Messköpfe notwendig sind. Die später beschriebenen Detektoren eignen sich nur für vergleichende Messungen mit Lasern bekannter Leistung. Allerdings ist die auf den meisten Lasern im Warnhinweis angegebene Leistung die maximale und nicht die wirklich emittierte. Bei stärkeren Lasern kann eine kaloriemetrische Messung angewandt werden. Mit einem CO2-Laser kann man Wasser in einem Thermogefäß erwärmen und aus dem Temperaturanstieg die vom Wasser absorbierte Leistung bestimmen, ab etwa einem Watt funktioniert das recht ordentlich. Eine empfindlichere Messung arbeitet mit einem Heißleiter.

Der Heißleiter wird thermisch an einen Widerstand gekoppelt. Wird der Widerstand mit einer bekannten Leistung geheizt, kann der sich mit der Temperatur ändernde Widerstand des Heißleiters gemessen und eine Eichkurve aufgestellt werden. Um eine hohe Stabilität und Empfindlichkeit zu erreichen, verwendet man am besten eine Brückenschaltung mit zwei identischen Heißleitern, von denen nur einer bestrahlt wird. Beide Sensoren befinden sich in einer Box, um sie vor Zugluft zu schützen.

Der bestrahlte Sensor muss geschwärzt sein, um möglichst alle auftreffende Strahlung zu absorbieren. Die Differenzspannung zwischen beiden Heißleitern wird mit einem Instrumentenverstärker gemessen. Bei einiger Sorgfalt und Geduld kann man mit dieser Schaltung Leistungen im Milliwattbereich messen. Die Reaktionszeit ist allerdings mit einigen Sekunden sehr lange. Wird die Ausgangsspannung der Schaltung über einen AD-Wandler im PC gespeichert, ist es möglich, die immer vorhandene Drift der Sensoren zu berücksichtigen. Anhand der im PC aufgezeichneten Spannungs-/Zeit-Kurve kann man auch die Energie eines Impulses bestimmen.

Für eine absolute Leistungsmessung muss der Sensor aber erst mit dem Heizwiderstand kalibriert werden. Dazu werden Ströme verschiedener Stärke durch den Heizwiderstand geschickt und die zugehörige Ausgangsspannung der Schaltung registriert. Nach Subtraktion der Offsetspannung trägt man die Messwerte in einem doppellogarithmischen Diagramm auf und erhält die Eichgerade. Die Testmessung zeigt, dass die Empfindlichkeit ausreicht, einen schwachen HeNe-Laser zu detektieren. Die im Folgenden beschriebenen Detektoren sind nur für Relativmessungen geeignet. Dabei ist zu beachten, dass der Vergleichsstrahler auch die gleiche spektrale Zusammensetzung aufweisen muss wie der zu messende Strahler.
Inhaltsverzeichnis
Vorwort5
Inhalt7
1 Grundlagen10
1.1 Die stimulierte Inversion10
1.2 Der Laserresonator12
1.3 Der Pumpvorgang13
1.4 Systematik der Laser14
1.5 Gaslaser16
2 Optische Komponenten17
2.1 Laserspiegel17
2.2 Fenster21
2.3 Spiegelmontierung22
2.4 Optische Pumpanordnungen23
2.5 Justierung eines Laserresonators25
3 Vakuumtechnik28
3.1 Vakuumpumpen28
3.2 Druckmessgeräte31
3.3 Ventile36
3.4 Vakuumkonstruktionen38
3.5 Lecksuche40
3.6 Kleine Sputteranlage40
4 Elektrik45
4.1 Hochspannungsgeneratoren45
4.2 Spezielle Bauelemente48
4.3 Pulsschaltungen für Gaslaser59
4.4 Pumpschaltungen für Festkörper- und Flüssiglaser65
4.5 Betrieb von CW-Festkörperlasern69
5 Selbstbauprojekte71
5.1 Der Stickstofflaser71
5.2 CO2 -Laser100
5.3 Ionenlaser120
5.4 Metalldampflaser129
5.5 Dye-Laser/Farbstofflaser155
5.6 Festkörperlaser173
5.7 Submillimeterlaser193
5.8 Röntgenlaser200
6 Messtechnik202
6.1 Messung der Leistung und Energie202
6.2 Messung der Pulsdauer210
6.3 Messung der Wellenlänge211
6.4 LED-Fotometer213
6.5 Einfaches Spektrometer216
Anhang227
Stichwortverzeichnis271
Farbteil273

Weitere E-Books zum Thema: Umweltrecht - Energierecht

Energiemarkt Deutschland

E-Book Energiemarkt Deutschland

Energiewirtschaftliche Entscheidungen und technische Weichenstellungen erfordern eine fundierte Datenbasis. Die wichtigsten Zahlen und Fakten zu deutschen und europäischen Energiemärkten ...

Der Teil und das Ganze

E-Book Der Teil und das Ganze

Der Physiker und Nobelpreisträger Werner Heisenberg (1901-1976) zeichnet in diesen autobiografischen Gesprächen die Stationen seines wechselvollen Lebens nach. Vor dem Hintergrund der Münchner ...

Studium Generale Physik

E-Book Studium Generale Physik

Wie kaum eine andere Wissenschaft hat die Physik unser Weltbild geprägt und zu gewaltigen geistigen und gesellschaftlichen Umwälzungen geführt. Und noch immer sind viele Fragen ungeklärt, wie ...

Laserphysik

E-Book Laserphysik

Laserphysik behandelt die wichtigen Grundlagen, Ergebnisse und Methoden der modernen Laserphysik in Theorie und Experiment in einer sorgfältig abgewogenen und leicht verständlichen Weise. Als ...

Weitere Zeitschriften

BEHINDERTEPÄDAGOGIK

BEHINDERTEPÄDAGOGIK

Für diese Fachzeitschrift arbeiten namhafte Persönlichkeiten aus den verschiedenen Fotschungs-, Lehr- und Praxisbereichen zusammen. Zu ihren Aufgaben gehören Prävention, Früherkennung, ...

BONSAI ART

BONSAI ART

Auflagenstärkste deutschsprachige Bonsai-Zeitschrift, basierend auf den renommiertesten Bonsai-Zeitschriften Japans mit vielen Beiträgen europäischer Gestalter. Wertvolle Informationen für ...

CAREkonkret

CAREkonkret

Die Wochenzeitung für Entscheider in der Pflege CAREkonkret ist die Wochenzeitung für Entscheider in der Pflege. Ambulant wie stationär. Sie fasst topaktuelle Informationen und Hintergründe ...

Computerwoche

Computerwoche

Die COMPUTERWOCHE berichtet schnell und detailliert über alle Belange der Informations- und Kommunikationstechnik in Unternehmen – über Trends, neue Technologien, Produkte und Märkte. IT-Manager ...

dental:spiegel

dental:spiegel

dental:spiegel - Das Magazin für das erfolgreiche Praxisteam. Der dental:spiegel gehört zu den Top 5 der reichweitenstärksten Fachzeitschriften für Zahnärzte in Deutschland (laut LA-DENT 2011 ...

dima

dima

Bau und Einsatz von Werkzeugmaschinen für spangebende und spanlose sowie abtragende und umformende Fertigungsverfahren. dima - die maschine - bietet als Fachzeitschrift die Kommunikationsplattform ...

ERNEUERBARE ENERGIEN

ERNEUERBARE ENERGIEN

ERNEUERBARE ENERGIEN informiert durch unabhängigen Journalismus umfassend über die wichtigsten Geschehnisse im Markt der regenerativen Energien. Mit Leidenschaft sind wir stets auf der Suche nach ...